1引言当前,全球范围内城市内涝突发、频发和广发,洪灾损失严重,受到广泛关注,中国由于特殊的地理位置,是易受气候变化不利影响的国家之一,也是世界上内涝灾害最为严重的国家之一,洪涝灾害因其影响范围大、灾害损失大等特点,对经济社会和生态环境造成巨大影响[1]。城市内涝造成严重人员伤亡与巨大经济损失,危害到经济社会健康有续发展[2]。目前,城市内涝问题已经受到国家相关部门和专家学者高度重视。2010年12月31日中共中央和国务院联合颁发的《关于加快水利改革发展的决定》明确指出:兴水利、除水害,是治国安邦的大事。针对城市内涝模拟、特征及其机理等方面研究成果相对较多,引入国外先进管理理念,我国海绵城市建设已经开始试点施行,然而,在如何对频发、广发且高危害性特征的城市内涝做出科学应对方面的研究与应用鲜有报道,尤其是,考虑城市内涝不可重现性,如何提供可供实际操作的应对模式,为城市内涝快速响应提供辅助决策支持,是个亟待解决的难题。2变化环境下城市内涝特征近年来,中国范围内城市内涝频发,部分城市甚至年年都发生严重内涝事件,"逢雨必涝"和"去城市看海"成了老百姓的口头禅,同时也成了水务和市政管理人员的心病。为了揭示城市内涝特征,通过收集了近年来发生的典型城市内涝事件,总结出我国典型城市内涝具有以下特征:(1)时间上,近十年来城市暴雨强度相对有所增加,体现在多个城市多个时段降雨量达到历史同期最大、建国以来最大、建站以来最大以及历史罕见,暴雨难以精准预报,城市下垫面情况复杂,使得城市内涝具有较大不确定性;(2)空间上,城市内涝在全国各地都有发生,东部、中部和西部,南方或者北方,沿海地区或者内陆地区,降雨以局部强降雨过程为主,通常为暴雨到大暴雨局部特大暴雨,降雨区域分布不均,城郊差异明显,城区平均降雨量普遍比郊区平均降雨量要大;(3)成因上,暴雨是引发城市洪涝的主要致灾因子,局部暴雨成因复杂,主要受冷暖空气作用和大气环流变化影响,城市路面硬化、城市排水管网落后、排涝能力偏低等因素是重要致灾因子;(4)灾损上,主要采用受灾人口、伤亡人口、经济损失、工业和交通业受灾等指标表示,其中,以人员伤亡最为受到重视,重点应对;(5)管理应对上,城市气象部门基本能够实现提前预报,但是在时间和空间上精度仍有待提高,市政及水务管理部门能够结合城市内涝实际情况,启动相应的应急响应,并能够做到及时反馈灾损情况,同等暴雨等级强度下,内涝点有所减少,应急管理能力明显提升,灾害损失有所降低。3变化环境下城市内涝"四预"应对模式城市暴雨过程由于突发性、随机性、局地性以及直接引发暴雨中小尺度天气系统的复杂性等特点,气象部门难以对局地暴雨进行定时、定点和定量精准预报,城市短历时、强降雨定量预报的精细化及准确率与实用需求仍有差距[3]。针对突发频发、成因复杂以及难以精准预报的城市内涝问题,如何应对是关键,当前"海绵城市"以及城市排水管网改造等工程措施可以从长远角度提升城市排水防涝能力,本文从非工程措施角度提供一套可供实际操作的应对模式,为城市内涝快速响应提供中长期、短期、近实时和实时策略,提高城市防洪减灾能力。针对具有突发性、成因复杂以及灾损严重等特征的城市内涝,如何应对是关键。本文围绕变化环境下的城市内涝应对这一问题,提出应对城市内涝新模式,包括:基于降尺度的城市局部暴雨预估,耦合气象水文的短期降雨预测,多源数据融合下城市内涝预警以及基于综合集成的内涝预案。将综合集成、3S技术、组件开发和可视化等信息技术应用到城市内涝应对中,从非工程措施角度对城市内涝进行快速响应,应急应对,最大限度降低洪灾损失。4讨论与结论 (1)受气候变化和城市化进程加快的双重影响,城市内涝呈现出突发、频发和高危害等特征,在对近年来典型城市内涝发生时间、地理位置和基本情况统计分析基础上,从时间上、空间上、成因上、灾损和管理应对上5个层面对变化环境下城市内涝特征进行分析,为城市内涝成因及其应对奠定基础。(2)针对变化环境下城市内涝问题如何快速响应与科学应对是关键,将多种先进信息技术应用到城市内涝应对中,构建集预估、预测、预警和预案为一体的"四预"应对新模式,改传统的事后分析和被动应对为事前预估和预测,事中预警和预案服务,为城市内涝提供中长期、短期、近实时和实时的应对模式,增强城市防御内涝能力,提升城市暴雨快速应对水平,最大限度降低内涝灾损,在当前形势下具有重要的意义和应用推广价值。