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术与设备、防汛应急组织管理和洪灾防治政策法规等五个方面，进一步探讨揭示城市极端暴雨洪涝灾
害的主要成因。简要架构如图 １所示。

图 １ 城市特大暴雨洪涝灾害成因分析架构图

３．１ 多尺度自然环境 极端天气影响下城市暴雨洪涝灾害受多尺度自然环境影响显著，根据城市暴雨
灾害特点自然环境尺度可分为四种区域类型：气候尺度（跨区域）、流域尺度（大区域）、城市尺度（中
区域）和局部尺度（小区域）。
（ １）气候尺度（跨区域）。由于全球气候变暖，海平面上升，极端天气发生频繁。１８５１—１９３５年
间，全球温度较前工业化时期升高的低－ 高范围为－ ０．４～０．６℃；１９３６—２０２０年间，全球温度升高的低－ 高
范围为 ０．６～１．５℃ ［４９］ ，直至 ２０２３年升高的低 － 高范围为 １．３３～１．５７℃ ［２８］ ；２０１１—２０２０年间，海平面
较前工业化时期上升了 ０．２ｍ，未来 １００至 ２００年内海平面上升至少 １ｍ ［５０］ 。１９５１年以来每 １０ａ我国
升温速率平均达到 ０．２６℃，西藏、华北、东北、西北部分地区升温速率均超 ０．３０℃，高于同期全球
水平（ ０．１５℃） ［５１］ ；全国极端降水量和极端降水日数呈增加趋势的站点超总站数的 ６０％ ［５２］ ，极端日降
水量事件频次平均每 １０ａ增多 １８站日 ［５３］ 。受气候变暖影响，水循环加快，极端暴雨事件频次增大，
城市洪涝灾害加剧。
（２）流域尺度（大区域）。流域地形地貌是极端暴雨形成的主要因素之一。暖湿气流遇到地形急剧
抬升的山坡，极易造成局部大雨或暴雨，而许多城市依山傍水，无疑增添了暴雨洪涝风险。多数城市
位于河流中下游，上游洪水将严重威胁城市防洪安全，流域特性和产汇流特征都会对城市极端暴雨洪
涝灾害产生重大影响。如海河 “ ２３·７” 暴雨形成的流域性特大洪水对京津冀地区产生了极大影响，
郑州 “７·２０” 特大暴雨洪灾也是流域地形与气候条件影响的典型例证。因此，从流域尺度分析研究
城市特大暴雨洪涝灾害具有重要意义。
（ ３）城市尺度（中区域）。城市化进程中的下垫面变化、产汇流机制以及小气候变化，导致极端暴
雨常常超过城市防洪排涝标准，增加了暴雨洪涝灾害的可能性与复杂性。城市化发展降低了河网水系
的调蓄容量，削弱自然河湖调蓄洪涝的功能 ［５４］ ，也改变了产汇流机制及水循环过程 ［５５］ ，进一步加剧
城市洪涝灾害风险。如武汉在城市化进程中大量填湖建城，导致地表径流系数增加，以自然水系为主
导的自排能力被削弱，暴雨洪涝蓄水能力降低，市区内涝屡屡发生。杭州西湖周边湿地大量退化，容
留积水作用效率降低，间接导致城区内涝时常发生。同时，近年来城市热岛效应更加明显，城区与郊
区的温差更加显著，如北京市城区与郊区温差约 ３～５℃ ［５６］ 。热岛效应致使城市上空形成更多对流云，
且大气中水汽含量更高，进一步增加降雨量和暴雨事件频次，诱发城市暴雨强度更大、历时更短、洪
涝更严重。
（ ４）局部尺度（小区域）。局地产汇流和管网排水能力也是城市洪涝灾害严重程度的主要影响因
素，城市建设环境的空间异质性以及自然与人工混合排水模式对城市暴雨洪涝的演进过程有重要影
响 ［５７］ 。城市低洼地区和地下空间是暴雨洪涝重点风险区，如下凹式立交桥、地下商场、地下停车场、
低洼隧道、地铁等。此外，城市社会经济活动使得微地形更为复杂，如新建小区地势相对较高，一定
程度增大邻近老旧小区的洪涝风险，片区排水管网治理不当也会致使水浸情况反复出现，形成积滞水

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