未来城市模拟与暴雨洪涝评估：理论、模型与实践

气候变暖和人类活动加剧了极端降水的频率和强度。城市暴雨洪涝问题日益突出，在一定程度上影响了区域水安全以及国家中长期发展战略。土地利用是影响城市暴雨洪涝风险的关键因素之一。面向土地利用变化的城市暴雨洪涝缓解能力评估方法逐步成为研究城市暴雨洪涝风险的重要工具。《未来城市模拟与暴雨洪涝评估：理论、模型与实践》总结国内外**的6 类土地利用变化模拟模型，系统分析各模型的特点和适用性；引入城市暴雨洪涝缓解能力评估模型SCS-CN 和InVESTUFRM，系统介绍土地利用对雨水下渗-地表径流影响的模型机理；*后，耦合上述两类模型，从中国—城市群—城市三个尺度，预测未来不同情景下研究区土地利用变化对城市暴雨洪涝缓解能力的影响，从城市暴雨洪涝风险视角为国土空间规划提供支撑。

目录
1 城市暴雨洪涝概述 1
1.1 我国城市暴雨洪涝灾害状况 1
1.2 气候变化背景下城市暴雨洪涝的发展趋势 4
1.3 城市化进程对暴雨洪涝风险的影响 6
1.3.1 城市基础设施对暴雨洪涝风险的影响 6
1.3.2 土地利用变化对暴雨洪涝风险的影响 7
1.4 城市暴雨洪涝缓解能力评估方法 8
1.4.1 基于城市水文模型的评估方法 8
1.4.2 基于土地利用变化的评估方法 9
1.5 未来城市暴雨洪涝缓解能力评估的基本思路与研究框架 10
1.5.1 研究框架与章节关系 10
1.5.2 未来情景及情景设置 11
2 未来城市土地利用变化模拟 14
2.1 FUTURES 模型 15
2.1.1 模型发展历史介绍 15
2.1.2 模型结构与原理 16
2.1.3 模型总结与评价 19
2.2 CLUE 系列模型 21
2.2.1 模型发展历史介绍 21
2.2.2 模型结构与原理 22
2.2.3 模型总结与评价 27
2.3 LUSD 模型 28
2.3.1 模型发展历史介绍 28
2.3.2 模型结构与原理 29
2.3.3 模型总结与评价 32
2.4 FLUS 模型 32
2.4.1 模型发展历史介绍 32
viii 未来城市模拟与暴雨洪涝评估：理论、模型与实践
2.4.2 模型结构与原理 33
2.4.3 模型总结与评价 38
2.5 PLUS 模型 39
2.5.1 模型发展历史介绍 39
2.5.2 模型结构与原理 40
2.5.3 模型总结与评价 44
2.6 STAPLE 模型 45
2.6.1 模型开发背景 45
2.6.2 模型结构与原理 47
2.6.3 模型总结与评价 63
2.7 土地利用变化模拟模型对比 65
3 城市暴雨洪涝缓解能力评估模型 68
3.1 模型发展历史 68
3.2 UFRM 68
3.2.1 模型原理 68
3.2.2 模型输入 70
3.2.3 模型输出结果 71
3.3 UFRM 的输入数据与参数 72
3.3.1 土地利用/覆盖 72
3.3.2 流域 74
3.3.3 设计暴雨量 74
3.3.4 水文土壤组 75
3.3.5 径流*线值 76
3.3.6 建筑物分布图 76
3.3.7 建筑物潜在损失值 77
3.4 UFRM 与其他洪涝模型的比较 77
3.5 典型案例 78
4 全国未来城市扩张对暴雨洪涝缓解能力的影响 81
4.1 研究背景 81
4.2 研究区概况与研究数据 82
4.2.1 研究区概况 82
4.2.2 数据来源及预处理 83
4.3 研究方法 85
4.3.1 技术路线 85
4.3.2 城市扩张模拟 85
4.3.3 暴雨洪涝缓解能力评估 87
4.4 评估结果与分析 89
4.4.1 未来城市扩张变化 89
4.4.2 未来极端降水强度变化 90
4.4.3 基于城市扩张和极端降水量变化率的城市类型划分 92
4.4.4 未来洪涝风险削减能力变化 94
4.5 本章小结 97
5 珠三角城市群未来土地利用格局对极端暴雨洪涝缓解能力的影响 99
5.1 研究背景 99
5.2 研究区概况与研究数据 100
5.2.1 研究区概况 100
5.2.2 数据来源及预处理 102
5.3 研究方法 103
5.3.1 技术路线 103
5.3.2 土地覆盖变化模拟 104
5.3.3 暴雨洪涝缓解能力评估 112
5.4 研究结果 113
5.4.1 珠三角城市群土地利用变化模拟 113
5.4.2 未来情景下珠三角城市群暴雨洪涝缓解能力评估 116
5.5 本章小结 122
6 郑州市未来土地利用变化对极端暴雨洪涝缓解能力的影响 124
6.1 研究背景 124
6.2 研究区概况与研究数据 126
6.2.1 研究区概况 126
6.2.2 数据来源及预处理 128
6.3 研究方法 130
6.3.1 技术路线 130
6.3.2 土地利用/覆盖变化模拟 131
6.3.3 暴雨洪涝缓解能力评估 134
6.4 研究结果 137
6.4.1 郑州市土地利用/覆盖变化模拟 137
6.4.2 未来情景下郑州市暴雨洪涝缓解能力评估 142
6.5 本章小结 149
参考文献 151__