基于未来情景的长江流域洪水灾害风险评估

In the context of global environmental change, the frequency of floods and other extreme events increases significantly, which has brought a major challenge to current socio-economic development. The scenario-based risk assessment of flood disaster in the future, with its potential to reveal the impact of global environmental change on disaster risk, has become an important issue raising common concerns from the communities of both climate change impact research and disaster risk management. This project will choose the Yangtze River basin as the study area to develop a scheme of flood risk assessment based on future scenarios in this region. The future climate scenarios will be analyzed through spatial downscaling of the outputs from global climate models (GCMs), and future changes in extreme precipitation will be projected. Furthermore, this project will also investigate the future changes in the exposure of flood disaster through social and economic analysis and the model-based simulation of land use change. Finally, integrating the hydrological process modelling, flood simulation and loss estimation, this project will quantitative assess future flood disaster risk in the Yangtze River basin, under different climate and social-economic scenarios and explore the impacts of climate change and human activities on the dynamic variation of flood disaster. This project can provide a scientific reference for the measures to reduce future flood losses, and will show great practical significance in guaranteeing the sustainable development of the society.

在全球环境变化背景下，洪水等极端灾害事件频发，成为当前社会经济发展的重要挑战。基于未来情景的洪水灾害风险评估，在一定程度上可以揭示全球环境变化对灾害风险的影响，是当前气候变化影响研究及灾害风险管理共同关注的重要课题。本项目以我国长江流域为研究区，通过气候模式空间降尺度，获取研究区未来气候情景，预估极端降水未来变化；通过社会经济要素分析及土地利用变化模拟，研究未来洪水灾害承灾体的变化情景；在此基础上，综合水文过程模拟，洪水淹没模拟及损失估算，定量评估未来不同气候与社会经济组合情景下长江流域洪水灾害风险，探讨气候变化及人类活动对洪水灾害的可能影响。项目研究可为采取措施减少未来洪水灾害损失提供科学参考，对保障我国社会经济可持续发展有着重要的现实意义。

近年来在全球气候变暖的背景下，极端降水事件频繁发生，给全球多地造成严重暴雨洪涝灾害，成为区域可持续发展的重要挑战。本研究关注暴雨洪涝灾害时空变化及风险预估，从暴雨多要素变化格局、极端降水/极端径流非平稳变化特征、承灾体暴露及脆弱性评价、未来极端降水变化预估等角度，对中国（包括长江流域）洪水灾害时空变化与未来演变及风险特征开展了较为全面的研究。研究发现，中国不同强度不同历时暴雨变化表现出不同的空间分异格局。对长江流域，中下游部分站点极端降水增加明显，但总体趋势不显著。上游尤其西部和东北部地区呈现显著增加趋势，而中部出现显著下降趋势。对极端径流，汉口和大通站有明显的上升趋势，而上游的寸滩和宜昌站则相反。小波相干分析表明，极端径流与极端降水在不同时间尺度下存在显著的协变关系，表明降水对极端径流的振荡变化存在显著的主导影响。非平稳模型诊断结果表明，长江流域有一半站点极端降水出现非平稳变化，其分布参数随时间出现线性或非线性的变化，空间分布呈复杂多样的格局；同时上中下游极端径流量均出现非平稳变化，不同时期的风险水平呈现不一致的变化。未来情景下中国范围内的降雨量总体呈增长趋势。在西北、西南以及华北地区，未来暴雨的增长比华中、华东和华南地区更为明显。在西北部分地区，未来将出现历史时期未发生的暴雨天气，暴雨范围不断扩大。对更为极端的暴雨，未来东部地区也有不同程度的增加，表明未来我国不同地区极端降水风险都有增加的趋势。对暴雨洪涝灾害承灾体，洪涝高易发区与人类活动密集区重叠，高易发区内人类活动暴露持续扩张增强，洪涝灾害暴露风险突出。长江流域社会脆弱性差异明显，总体上呈现西高东低的态势，东部及各省会城市经济建设和文化教育水平较高，脆弱性较低，中西部特别是山区和少数民族地区脆弱性较高。考虑未来风险的变化，相关政策应更具韧性。本研究对区域防灾减灾规划及更好地应对气候变化具有一定的指导意义。