沿海城市极易遭受台风风暴潮和极端降雨的双重影响，进而引发严重的复合洪涝灾害，造成巨大的社会和经济影响。沿海城市如何科学构建台风期间的复合洪涝情景，定量揭示复合洪涝的形成机理和多致灾因子的时滞效应，从而有效提高防灾减灾能力，是当前国际社会和学术界普遍关注的热点和前沿科学问题。

本研究立足中国沿海城市，基于Copula统计模型和D-Flow FM水文水动力模型耦合方法，首先使用基于Copula统计模型定义复合事件，之后利用DFlow FM水文水动力模型模拟复合洪涝积水淹没情况，准确地表达风暴潮和极端降雨之间的依赖结构和相互作用，揭示台风期间复合洪涝的变化规律，量化复合洪涝致灾因子的驱动作用、时滞效应和影响分区，探讨沿海城市流域复合洪涝的形成机理。

研究发现流域极端降雨发生在河口潮位峰值之前会引发复合洪涝淹没的“最坏情景”，洪涝最为严重，合理利用防潮除涝设施规避复合洪涝多致灾因子之间的“时滞效应”是关键。与此同时，研究开展了复合洪涝不同致灾因子的影响区域的区划研究，识别关键基础设施洪涝影响的关键驱动因素，认为空间合理布局防洪设施，能够更有效的开展复合洪涝风险应对。

图1 研究技术路线图

图2 台风期间典型复合洪涝事件累积淹没深度的“时滞”效应分析

图3 沿海城市应对复合洪涝混合措施示意图

上述成果于2024年8月27日以“Combining statistical and hydrodynamic models to assess compound flood hazards from rainfall and storm surge: a case study of Shanghai”为题，发表于水文水资源领域国际著名期刊Hydrology and Earth System Science上，华东师范大学崇明生态研究院为第一完成单位。崇明生态研究院许瀚卿助理研究员为论文第一作者，华东师范大学地理科学学院王军教授、南方科技大学田展教授、荷兰代尔夫特理工大学Elisa Ragno助理教授为论文通信作者。多位国际知名学者参与研究，主要包括美国马里兰大学孙来祥院士、荷兰代尔夫特理工大学Sebastiaan N. Jonkman教授、美国密歇根大学Jeremy D. Bricker副教授。本研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、博士后科学基金面上资助、国家资助博士后研究人员计划B类、上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室开放基金等项目资助。

图文、来源| 崇明生态研究院许瀚卿助理研究员