一、背景

全球变化和快速城市化背景下，我国城市洪涝灾害损失和风险明显增加，长江中下游大型城市洪涝问题尤为明显。新形势下开展长江中下游地区城市洪涝基础性和应用性研究，探讨城市洪涝形成机制，科学系统地认识城市洪涝致灾机理，迅速准确地评估城市洪涝灾害风险，建立有效地城市洪涝灾害监测预警、风险识别及管理技术体系，是国家战略的重大需求，是建设安澜长江和高质量发展的重要基础，是国际研究的热点和前沿科学，对于保障流域和国家水安全，支撑经济社会可持续发展具有重要科学意义和实用价值。

二、创新性成果

（1）建立了基于野外多尺度水文观测试验和陆气耦合模拟相结合的研究手段，提出了平原河网城市群暴雨洪水事件识别与尺度划分方法，厘清了大型城市地区暴雨特性及洪水演变特性及规律，揭示了城市群对产汇流过程的影响程度和机理，解决了变化环境下城市群地区水文效应难以辨识的难题。

图1  长三角地区城市化下多尺度水文对比观测试验流域

（2）构建城市水文水动力全过程全耦合模型实现城市洪涝模拟，基于GPU 并行计算、异步计算，充分考虑多重不确定性因子生成场景集合，设计了城市洪涝风险评估的理论框架，明确了评估方法与模型的构建思路，研发了城市洪涝综合风险动态评估模型，初步实现了对洪涝灾害风险的实时监测与动态评估。

图2 上海市城市街区尺度模型网格通道和典型方案模拟洪涝风险要素分布图

三、取得成效或者成果转化应用

中国工程院组织张建云院士团队及有关专家，围绕我国城市防汛存在的问题及对策建议主题多次开展研讨交流，针对当前极端降水趋多增强、洪涝频发、防洪治涝工程体系不健全、生命线设施脆弱、应急响应能力不足等问题，提出院士建议《我国城市防汛存在的问题及对策建议》，报送党中央和国务院；根据重庆中心城区洪涝治理面临形势和问题，提出院士建议《系统提升中心城区防洪除涝能力，保障重庆市高质量发展》，报送重庆市委市政府，并得到市委领导批复。