The Innovation Geoscience | 以全球视角应对气候变化和城市化背景下的城市洪水风险

加强城市韧性以应对洪水风险是联合国可持续发展目标（UN-SDGs）之一。然而气候变化和城市化背景下的极端洪水对人类经济生活造成威胁，加剧了区域不平等。对此，本研究倡导全球合作，采用基于工程（灰色）和自然（绿色）的耦合方案促进可持续洪水风险管理，从而减轻区域不平等，为联合国可持续发展目标做出贡献。

图1 图文摘要

引言

近年来，气候变化和城市化加剧了极端洪水灾害（图1A），给人类生命和经济活动造成了巨大威胁。如何有效应对极端洪水威胁，已成为联合国可持续发展目标（UN-SDGs）的重要关切之一。然而，由于各国在技术、经济方面的巨大差距，洪水风险及其应对策略呈现出显著区域差异性，这给全球视角下的洪水风险管理带来了挑战。

针对上述问题，本研究倡导各国合作以应对气候变化和城市化背景下的洪水风险，这需要全面了解（1）区域不平等下的洪水威胁，（2）未来变化下的挑战，以及（3）可持续洪水管理的前景。

区域不平等下的极端洪水威胁

区域不平等给各地区带来了不同的洪水威胁。一方面，城市化水平的差距使得各地区因洪灾导致的经济损失各不相同（图1B）。过去三十年里，高城市化率的发达国家和新兴经济体，如美国、德国、中国和印度，每平方公里的洪灾损失累计高达6000万美元（图1C）。对于城市化率较低的发展中国家，如埃塞俄比亚和肯尼亚，较低的社会经济活动水平使得这些地区的经济损失不超过6万美元/每平方公里。

另一方面，应急救援和医疗资源的差距导致各地区洪灾死亡率差异很大。一些发展中国家，如委内瑞拉和肯尼亚，极端洪水导致每万受灾人口死亡数高达500–2000人。相反，美国和德国等发达国家有更高效的医疗救援系统，其每万受灾人口死亡数低于1人（图1D）。

未来变化下的风险管理挑战

未来变化下的洪水管理正面临着风险不确定性和城市环境复杂性的双重挑战。一方面，由于气候变化导致极端降雨增加和海平面上升，不同类型洪水（河流、降雨和沿海洪水）的组分变化和时空交互对城市环境产生的影响愈加复杂。目前的气候预测数据不足以支撑分析高时间分辨率下的洪水交互。此外，气候系统的时空变异性使得水文预测存在较大不确定性，这给洪灾应急响应带来了挑战。

另一方面，由于社会经济指标（如土地利用，人口密度等）的空间异质性，城市化进程可能产生更多的洪水风险热点区。因此，有必要采用社会经济预测数据来评估洪水风险的空间分布。然而，社会经济活动的复杂性限制了全球尺度预测数据在城市环境的应用，现有研究缺乏对高空间分辨率预测数据的探索，这不利于评估全球变化下的洪水风险。

全球合作下可持续洪水风险管理的前景

基于工程（灰色）和自然（绿色）的耦合方案被认为是一种可持续的洪水风险管理新策略。目前，发达国家在传统灰色方案（如堤坝和排水系统）的基础上，整合了一系列包括低影响开发、绿色基础设施和海绵城市的绿色方案，以提高城市韧性。然而，由于自然和社会因素的区域差异，发达国家的灰绿耦合经验可能无法直接适用于发展中国家。

因此，有必要倡导学术和工程层面的国际合作。一方面，促进学术合作能进一步推动开发气候新模型和高时空分辨率的建模新方法，提升未来预测的准确性，这有助于灰绿色耦合战略的设计。另一方面，各国应合作建立全球数据库以分享各种灰绿色措施的工程经验，为不同国家地区实施因地制宜的灰绿措施提供依据。

本次研究回顾了全球范围的极端洪灾，分析了应对未来洪水风险的挑战，并展望了工程和自然方案耦合的风险管理前景。为应对气候变化和城市化背景下的极端洪水威胁，我们呼吁加强全球合作，以促进可持续洪水风险管理，从而为联合国可持续发展目标做出贡献。

责任编辑

范 兴    重庆大学

周 雅    广东工业大学

原文链接：http://www.the-innovation.org/geoscience/article/10.59717/j.xinn-geo.2023.100009

本文内容来自The Innovation姊妹刊The Innovation Geoscience第1卷第1期以Commentary发表的“Global framework for flood risk management under climate change and urbanization” (投稿: 2023-03-15；接收: 2023-05-13；在线刊出: 2023-06-01)。

DOI: https://doi.org/10.59717/j.xinn-geo.2023.100009

引用格式：Yang W., Zhang J., Hua P., et al. (2023). Global framework for flood risk management under climate change and urbanization. The Innovation Geoscience 1(1), 100009.

张 晋，河海大学长江保护与发展研究院，教授，博士研究生导师，省级人才计划、创新团队计划入选者。主要研究方向：流域水环境模拟及城市水文过程。对相关问题的研究成果，已在本领域TOP期刊发表高水平论文100余篇；获教育部优秀勘察设计二等奖1项，三等奖1项，德国教研部Ph.D. Completion Award。任The Innovation、Sustainable Horizons等多个期刊编委、青年编委。

杨文瑜，德国德累斯顿工业大学工学博士，亥姆霍兹环境研究中心（UFZ）研究员。主要研究方向：城市内涝模拟及面源污染管控，变化环境下城市韧性发展策略。对相关问题的研究成果，已在本领域TOP期刊发表高水平论文10余篇。

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