在气候变化加剧和城市化快速发展的背景下，城市洪涝灾害频发，造成社会经济损失严重，甚至危及城市居民的生命健康。面对日益严峻的城市洪涝灾害，有必要对城市内涝防治进行深入研究。随着极端暴雨的频繁出现，抵抗性策略不再是最佳的灾害缓解办法，提升城市应对暴雨侵袭的弹性能力逐渐成为降低城市内涝灾害影响的关键策略之一。如何制定弹性策略以应对不断增加的风险以及缓解潜在干扰的影响逐渐成为城市研究的热点话题。弹性概念越来越广泛地应用于城市水系统领域，如排水管网系统、供水管网系统等，但是关于城市内涝防治系统的弹性研究相对较少，而且弹性的定量分析方法也存在许多争议。虽然基于系统性能函数的弹性分析方法被认为是简单可行的，但是反映系统性能变化的指标通常为单一的指标，如淹没面积，用单一指标代表系统性能的做法过于片面。另外，存在一些研究通过构建评价指标体系对系统弹性做出评价，但是指标权重的确定过于主观。
针对以往研究的不足，2022年8月，我院教师吴雅文在水文学知名期刊Journal of Hydrology（JCR分区为1区，IF 6.708）发表题为Resilience benefit assessment for multi-scale urban flood control programs的论文。论文深入探讨了暴雨条件下多尺度城市内涝防治方案的不同配置对城市内涝防治系统弹性的影响，提出了基于弹性效益的弹性分析方法，将系统弹性能力的阶段性过程转变成可以量化的数值，用于衡量方案与城市内涝防治系统弹性之间的定量关系。将方案的单位年平均成本与弹性效益一同考虑，确保城市内涝防治系统以最优的配置方案，有效降低城市内涝风险。弹性效益计算的基本思路如图1所示。
结果表明，反映系统弹性过程（吸收、抵抗和恢复）的水文指标在同一降雨事件中具有不同的权重，此外指标权重也会受到降雨重现期的影响（图2）。并且降雨重现期会影响内涝防治方案在不同阶段对系统弹性能力提升的有效性。此外，不同方案受降雨重现期的影响程度也存在差异。为了科学地衡量方案配置的优劣，应充分考虑系统弹性和降雨之间的相互关系。
因此，弹性效益的提出能够从综合提升内涝防治系统弹性能力的角度合理选择内涝防治方案，从而对内涝防治决策提供科学依据。
图1：弹性效益计算流程图
图2：基于4种重现期径流系数，峰值流量，淹没历时，淹没水深和淹没节点的弹性权重
论文链接：Wu, Y., Yu, G., & Shao, Q. (2022). Resilience benefit assessment for multi-scale urban flood control programs. Journal of Hydrology, 613, 128349. doi:https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2022.128349
