气候变化和快速城市化背景下，近些年发生的城市暴雨洪涝事件大多呈雨−洪−涝复合灾害形态，其风险传递快、预报难、灾情重并缺乏相应的防御标准。对此，文章提出了城市雨−洪−涝复合灾害研究需要解决的关键科学问题，包括城市雨−洪−涝复合灾害形成机理与快速预警的耦合集成预报方法、城市雨−洪−涝遭遇组合概率与复合灾害重现期及防御标准、城市雨−洪−涝复合灾害风险传递叠加原理与快速诊断抑制机制；同时提出了以科学问题为导向的研究内容和研究技术路线。文章认为，充分解决城市雨洪涝复合灾害早期预警、风险快速诊断与及时抑制应对等难题，是城市复合水灾害防控的关键。
针对中国日益突出的城市暴雨洪涝问题，文章分析了气候变化下大规模城市化对暴雨洪涝的影响，探讨了洪涝孕灾环境变化下城市与区域防洪除涝对策。分析表明，快速城市化导致了洪涝孕灾环境变化，主要表现为不透水面扩张、河流水系萎缩退化、水流连通受阻、流域调蓄能力降低等，进而导致产汇流过程与洪涝灾害特征显著改变；同时城市化致使微气候变化，产生热岛效应和雨岛效应等，引起降雨频率和强度等特性发生变化。此外，城市圩垸防洪系统因缺乏统一规划和科学调度，在一定程度上加剧了城区与郊区、城市与城市、城市与区域之间的洪涝矛盾。因此，为缓解城市化区域面临的洪涝灾害威胁，需维持合理河网密度，优化骨干河网结构，统筹城市水利工程的建设与调度，协调洪灾补偿机制与洪涝风险关系。
文章梳理了中国城市洪涝灾害频发的主要原因，分析了海绵城市建设的重要成就和局限性，提出了解决或减小城市洪涝灾害的主要途径与措施，并对今后一段时间内城市洪涝灾害领域亟需开展的工作进行了展望。作者认为，气候变化和城市化是导致中国城市洪涝灾害频发的根本原因，海绵城市建设尽管取得了很大成就，但今后的建设工作仍任重而道远，海绵城市建设仅仅能解决小洪水造成的内涝问题；解决城市洪涝问题的主要途径包括加快海绵城市建设、提高地下管网排水标准、增加城市河湖的蓄泄能力、提高应急管理水平，协调排水、除涝、防洪3个标准，根本措施还是要提高城市的蓄水空间，提高城市河道的泄洪能力。今后亟需开展的工作包括加快外洪内涝问题的研究、深入探讨如何提高城市生命线工程韧性的问题、加快灾害动力学研究以及提高城市洪涝灾害间接损失的研究等。
文章系统梳理了城市空间形态与基础设施对城市洪涝的作用机制，指出不透水地表、建筑布局、地形起伏、街道网络、城市扩张模式、绿地分布及水体分布等因素通过改变地表径流路径、排水效率以及雨水调蓄能力等方式直接影响城市洪涝风险；文章分析了目前排水系统等灰色基础设施与雨水花园、河湖水系等蓝绿色基础设施的协同机理及定量化研究成果，发现排水系统等灰色基础设施在应对极端降雨事件时存在排水能力不足的局限性，强调了“灰−绿−蓝”协同体系在提升城市防洪韧性中的核心作用。三者结合可增强城市防洪排涝和雨洪调蓄能力。在技术方法层面，文章总结了物理机理模型、统计经验模型与机器学习模型等模拟手段，并梳理了从传统传感器到遥感、数字孪生等智能监测技术的发展脉络。最后，针对当前研究局限提出展望：应深化结构与设施深度耦合下的空间形态优化研究；探索变化环境下防洪排涝设计标准的动态调整与有效衔接；推进“灰−绿−蓝”设施体系的协同调度与效益量化；并依托多源大数据与数字孪生技术，实现城市洪涝应急处置的智慧化转型，推动城市洪涝管理迈向精细化与高韧性发展阶段。
文章聚焦成都平原桂圆桥文化至秦汉时期考古遗址（共223个），运用GIS空间分析与统计学方法，结合高分辨率DEM及矢量河流数据，探讨成都平原在桂圆桥文化—秦汉时期的农业社会发展对地形和水文的适应过程。结果表明，成都平原遗址空间分布演化呈现占据边缘（桂圆桥文化时期）—向南扩散（宝墩文化时期）—向北收缩（三星堆文化时期）—二次南扩（十二桥文化时期）—分散排布（秦汉时期）的特征。域外人群的迁入、人口自然增长与洪水胁迫等因素，极大地影响了成都平原的农业结构以及遗址空间分布格局。在桂圆桥文化和秦汉时期，北方迁入的人群偏爱食用旱地作物，倾向于选择在排水更便利的岗地定居；在宝墩文化和十二桥文化时期，先民大幅度扩散至地势平坦的成都平原核心区，以便更多地种植高产的水稻来应对巨大的人口压力；在宝墩文化后期，受岷江支流频繁的洪水威胁，原本聚集于低洼地区的人口遂迁至鸭子河流域，并由此发展形成三星堆文化。
唐末两宋时期是太湖平原洪涝灾害频率较高的时期，但这一历史阶段以苏州为中心的江南地区农业经济在洪涝环境下有着高度的发展，文章利用历史文献与水文地质考古资料，分析苏州地区在洪涝环境下适应性水利治理的历史过程与技术经验。研究发现，苏州地区通过塘埔圩田系统的整体水网构建进行农田水利开发，在开发低地圩田的同时将太湖清水导向冈身高地，灌溉高地圩田。塘埔系统是苏州地区的低地与高地之间形成稳定、优质灌排水环境的水利基础。北宋初期塘埔体系破坏之后，苏州地区洪涝灾害加剧，北宋政府仍重视对以苏州为中心的低平原区的水利治理，在积水环境中实施了大量排涝、开浦置闸与围垦工程。南宋时期以苏州为中心的积水湖沼区围垦进一步发展。官方负责河道的疏浚与修治，形成以苏州为中心，排水入吴淞江的运河水系，这一运河水系长期发挥其承转太湖洪涝水的功能。通过分析唐末至宋代苏州古城的水利治理模式，可以发现，在太湖东部平原区以苏州古城为枢纽的水网起着较好的洪涝调节功能。北宋时期洪涝环境影响下的高潜水位、湖群调节与丰水环境，是苏州古城作为太湖东部水利系统枢纽的环境基础，引清入城与活水流动是南宋时期苏州古城进行洪涝水资源管理的主要模式。苏州古城河网集引水、排水、运输等功能于一体，充分利用雨洪资源，这些经验模式对后期的水利建设仍有较好的借鉴意义。
以珠海市金凤—翠屏片区为研究区，采用最大熵方法拟合潮位频率分布，并基于潮位相关性实现设计潮位由灯笼山站向石角咀闸的映射迁移；在此基础上构建SWMM与LISFLOOD-FP松散耦合的一维−二维模拟框架，设置“降雨−潮位−闸控”多情景开展滨海城市内涝响应分析。结果显示：1）在2024-05-04强降雨无闸控条件下，自由出流情景溢流节点占比为43.46%，在200 a潮位情景下升至46.35%，高满流管段比例达到52.41%，排水系统呈明显超载；2）潮位顶托显著放大内涝风险，200 a情景最大淹没水深增至2.85 m（较自由出流增加约40%），总淹没面积扩大至3.62 km2（增加129%），高风险区面积增加约39%；3）分级闸控可有效削减极端潮位下的峰值淹没风险，在200 a情景下，流域出口下游边界采用分闸门调控可使最大淹没水深降低26.18%，总淹没面积由3.62降至3.0 km2（减少17.1%），但对溢流历时与系统性超载的改善相对有限。研究表明，潮位顶托是滨海城市内涝的重要放大机制，科学闸控运行可在极端条件下发挥削峰与减灾作用。
为揭示不同设计暴雨情景下深圳市内涝风险特征，文章基于LISFLOOD-FP模型，构建郑州“7·20”、深圳“9·07”及“8·05”3种典型设计暴雨情景，开展内涝模拟与城市系统暴露风险评估。结果表明：深圳市内涝积水呈现“西部深、东部浅，城区深、郊区浅”的空间格局，西部核心城区为高风险集聚区；经183个历史内涝点验证，模型模拟结果可信度较高。3种设计情景中，“7·20”设计暴雨情景风险最高，积水超0.3 m的风险区域占比26.55%，建筑、人口、道路及重点目标暴露风险均最显著；“9·07”和“8·05”设计暴雨情景内涝风险相对温和，但局部区域仍存在集中性高风险。重点目标对积水深度高度敏感，且不同区域暴露风险特征与防控短板各异，因此需聚焦差异化防护，强化专项防护措施与针对性施策。
为缓解台风灾害损失评估中数据样本缺失与类别不平衡问题，文章提出了一种融合CTGAN数据增强与机器学习算法的评估方法。以浙江省温州市为研究区，基于1994—2020年的20个台风案例，整合致灾因子、孕灾环境与承灾体等数据，构建了包含13项指标的数据集，基于灾情损失指数采用K-means聚类方法划分4个灾害损失等级。在此基础上，利用CTGAN模型生成增强数据集，并分别基于GBDT、XGBoost、LightGBM、CatBoost和随机森林构建灾害损失评估模型。结果表明，CTGAN能够有效学习原始小样本数据的特征分布规律，所生成样本在整体统计特征上与真实数据保持较高一致性，从而在一定程度上缓解了样本稀缺对模型训练的影响。然而，模型性能并未随合成样本数量的增加而持续提升，适度的样本规模更有利于模型稳定性；在多模型对比中，GBDT模型在分类性能与泛化能力方面表现最优，尤其在中等灾害损失等级的判别中具有更强的区分能力，表明该评估框架在小样本条件下开展台风灾害损失评估的有效性与应用潜力。
为探究暴雨雨型对城市化村庄内涝的影响，以深圳市福田区某村庄为例，基于深圳市暴雨强度公式，设计了7种暴雨雨型，采用Infoworks ICM模型，模拟了不同暴雨雨型不同重现期（10、50、100 a一遇）下的内涝过程，分析了不同暴雨雨型下的淹没面积和淹没水深的内涝特征。结果表明：单峰雨型比双峰和均匀型的淹没情况严重，特别是单峰靠后的雨型淹没面积最大，雨峰在降雨后期的淹没面积大于雨峰在前和居中的情况，均匀型在所有雨型中淹没程度最小；不同雨型下的淹没水深存在差异，单峰居中的淹没面积和比例都明显高于其他雨型，其致涝性更强，危害性更大；单峰型特别是单峰靠后的雨型易造成内涝积水，在10 a一遇重现期下，以0.15~0.28 m淹没水深为主，随着重现期的增大，超过0.40 m的淹没水深占比逐渐增加。因此，在预警预报方案中应重点考虑单峰靠后雨型对深圳市城市内涝的影响。
快速城市化过程深刻改变了流域下垫面，其中城中村用地格局变化尤为显著，与此同时其水文过程亦发生重构，进而加大村庄内涝风险。加之近年极端降水增加，探讨极端降水下快速城市化村庄用地布局对内涝过程的影响作用十分必要。文章以深圳市用地格局显著变化的某村庄为例，基于Infoworks ICM模型模拟了共四期规划下的村庄用地布局在不同暴雨重现期（10、50、100 a一遇）的内涝情况，并对比分析淹没面积、淹没水深等内涝特征。结果表明：合理的规划用地布局能够有效降低城市内涝，特别是对重现期较低的暴雨内涝削弱效果尤为明显；重新规划后的用地布局的内涝积水深有所降低，特别是淹没水深大于0.50 m的区域有所减少；不同规划期的淹没空间范围及分布特征存在差异，在不同暴雨重现期下局部区域间的淹没面积相差较大，各规划期的村庄用地空间结构、布局和景观格局直接造成了内涝的空间分异；四期不同重现期下4个淹没水深范围平均占比分别为61.87%、19.12%、5.42%和13.59%，区域积水深度范围为0.15~0.28 m，以浅积水为主。
在快速城市化进程中，地区道路布局发生显著变化，给出行提供便利的同时也对内涝过程产生深刻影响。为探讨快速城市化地区道路布局对内涝过程的影响作用，文章以深圳市某村庄为例，首先分析了四期道路规划布局下道路密度和道路连通度的特征，然后基于Infoworks ICM模型模拟了四期不同道路布局对不同重现期暴雨（10 a、50 a、100 a一遇）内涝过程的影响，对比分析了不同道路密度和连通度下的淹没面积和淹没水深等内涝特征。结果表明：相同重现期下的不同道路布局下的淹没面积存在差异，特别是10 a一遇时差别最大，表明当暴雨量级较小时，雨水管网排水占主导作用；10 a、50 a、100 a一遇时最大淹没面积与最小淹没面积的比值分别为1.24、1.15和1.07倍，说明随着暴雨重现期的增大，四期不同道路布局下的淹没面积差别逐渐减小；相同重现期下，不同道路布局下的淹没范围空间分布存在差异，区域地势和道路的连通性是影响淹没区域空间分布的主要原因。
基于1980—2020年两湖流域逐月降水数据，文章揭示了两湖流域主雨季降水的年代际变化特征及其与大气环流的关系。结果表明：两湖流域多年平均主雨季降水量约占全年降水总量的41.4%。在历年观测中，1993年该占比最高，达到49.9%；而1991年则最低，仅为31.3%。从空间分布看，山区丘陵区的主雨季降水量多于平原区。1980—2020年两湖流域主雨季降水呈显著增加的趋势，其中流域中部一带降水有明显增多趋势，而流域西北部和衡邵盆地呈现减少趋势，共经历了偏少（1980—1991年）—偏多（1992—1999年）—偏少（2000—2013年）—偏多（2014—2020年）4个阶段。第一阶段少雨期，欧亚中高纬的大气环流以纬向环流为主，低层风场上中国南方地区为偏南风距平，且为水汽异常辐散区，冷暖气流在黄淮、江淮地区汇合，导致两湖流域降水偏少。第二阶段多雨期，贝加尔湖脊偏强，有利于冷空气南下与南方地区活跃的暖湿气团汇合，对应的水汽场上为水汽异常辐合，两湖流域降水因此偏多。第三阶段少雨期，欧亚中高纬环流较平直，不利于冷空气南下，对应的水汽场上为两湖流域水汽异常辐散区，导致该区域降水偏少。第四阶段多雨期，西风气流上的槽脊系统较强，有利于北方冷空气南下，与两湖流域活跃的暖湿气团汇合，对应的水汽场上为水汽异常辐合，两湖流域降水偏多。
全球气候变暖背景下，福建省极端气候事件频发，对社会经济与生态环境的负面影响持续加剧。因此，厘清福建省未来极端气候的变化趋势，对保障区域可持续发展具有重要意义。文章基于CMIP6模式和地面观测资料，综合评估种降尺度方法（Delta、Daily Translation、Quantile Mapping和Local Intensity Scaling）模拟福建省降水和气温变化的适用性，揭示四类复合极端气候事件（暖湿、暖干、冷干和冷湿）的时空变化特征，预估不同升温情景下福建省未来复合极端冷暖事件的变化趋势。结果表明：1）Quantile Mapping方法对降水和最低温的降尺度建模效果最优，Delta方法则在平均温和最高温的降尺度建模上表现最好。2）在SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP5-8.5排放情景下，福建省达到1.5℃和2℃升温阈值的时间节点均在2035—2048年，达到3℃升温阈值的时间节点在2069—2082年。3）升温1.5 ℃和2 ℃情景下，相对于基准期（1986—2005年），福建省冷干事件频次平均增加9.28和2.59 d/a；冷湿事件频次平均增加4.87和2.63 d/a。升温3 ℃情景下，暖干事件频次增加达到14.28 d/a，暖湿事件频次平均减少3.43 d/a。4）福建省未来复合极端气候事件频次的空间分布差异显著，西北部和中南部地区的变化尤为明显。
为减小尺度不匹配引起的冠层截留模拟偏差，文章量化了全球降雨覆盖度在子网格尺度上的时空异质性特征，并将其引入陆面过程模式Community Land Model version 5（CLM5）的冠层截留参数化方案；同时，基于全球蒸散发产品，对改进的CLM5模拟降雨截留过程的能力进行系统评估。结果表明：改进的模型显著地提升了全球植被冠层截留量模拟的合理性，模拟均值由56.66降至49.13 mm。空间上，改进模型在中低纬度湿润半湿润区（如北美、欧亚中北部）和干旱过渡带（如萨赫勒、中亚）表现显著提升；时间上，与基准产品的显著相关区域比例显著增加，且空间连续性增强，尤其体现在中低纬度夏季月份及高纬度非生长季。尽管改进模型在原始雨林区、高纬度寒区（西伯利亚、加拿大北部）和极端干旱区模型的模拟效果提升有限，但通过表征降水空间异质性，文章提出的冠层截留参数化方案在整体上增强了陆面过程模式对水热通量的模拟能力。
台风独特的物理结构及其与多尺度环流系统的耦合作用，导致其降水在时间分布与强度上具有显著异质性。因而，揭示台风降水稳定同位素的演变特征，对于深化对台风水汽来源、降水机制以及极端天气下水循环过程的理解具有重要意义。基于台风“杜苏芮”（2305）影响福州期间每小时高分辨率降水稳定同位素数据，结合气象资料和HYSPLIT模型模拟，文章系统分析了台风“杜苏芮”影响福州期间降水稳定同位素组成的变化特征及其驱动机制。结果表明：福州降水δ18O值的变化范围为−20.33‰~−2.01‰，降水量加权平均值为−13.69‰。整个降水过程分为3个阶段：降水前期，降雨量小（2.4 mm），降水δ18O值相对偏正（加权平均值为−2.84‰），主要受台风外围水汽、弱对流活动及云下二次蒸发效应的影响；降水中期，台风螺旋雨带控制下降水增强（63.8 mm），水汽的累积对流活动导致降水δ18O值极端贫化（加权平均值为−15.64‰）；降水后期，随着台风远离，局地“列车效应”引发极端降水，降雨量达263.2 mm，受台风螺旋雨带残余贫化水汽及邻近海域辐合汇入的重同位素富集水汽影响，降水δ18O值呈现先略微偏负后逐渐偏正的特征，变化范围为−16.27‰~−7.54‰，加权平均值为−13.27‰。文章表明，台风降水的稳定同位素变化受到局地对流活动强弱、上游水汽输送、源区对流及其分馏历史等因素共同调控。
