全球气候变化加剧，极端天气的频率和强度骤增，城市暴雨洪涝灾害风险大大增加，对人民生命财产安全和社会经济发展构成巨大威胁。除了传统的工程性防洪措施外，采取非工程性措施对于城市综合洪灾风险管理至关重要。
洪涝灾害预警通常是通过监测、模拟和预测洪水相关信息，在灾害发生前向公众发布警告信息，使公众能够采取有效措施避免或降低灾害风险，从而减少灾害损失和伤亡，在减灾管理中发挥重要作用。
2022年世界气象日的主题是"早预警、早行动"，世界气象组织(WMO)在《全民预警行动计划》中进一步强调要推动建立全民预警系统。
图1: 深圳市福田区基础地理信息
设定了3种洪涝灾害预警策略：基于降雨预报的统一预警、基于洪涝淹没的精细化预警、基于人群暴露性的精细化预警。
评估个体风险感知，考虑多种社会人口特征，构建个体出行决策概率模型。
开发了基于主体的城市洪涝灾害预警策略模型，模拟居民出行行为和洪涝风险变化。
图2: 城市暴雨洪涝灾害预警策略仿真模拟框架
| 洪涝灾害预警策略 | 预警划分依据 | 预警等级 | 建筑物灾害预警值 |
|---|---|---|---|
| 基于降雨预报的统一预警 | 无降雨 | 无预警 | 0 |
| 10a及以下 | 蓝色预警 | 0.2 | |
| 20a | 黄色预警 | 0.4 | |
| 50a | 橙色预警 | 0.6 | |
| 100a及以上 | 红色预警 | 0.8 |
在20a一遇暴雨情景下，从建筑物人数变化来看，降雨预报预警下居民从住所转移至商务办公、教育场所和休闲娱乐等建筑物人数较多，在淹没预警和人群暴露性预警下，居民住所人数随着时间推移小幅度下降。
从道路上出行人数来看，降雨预报预警下的出行人数与无预警情景差距较小，且远高于淹没预警和人群暴露性预警下的出行人数，后二者的出行人数峰值较降雨预报预警分别降低了约42%和52%。
说明不同预警策略下居民出行行为差异显著，降雨预报预警下大部分居民不会改变出行行为，出行模式与无预警情况下基本一致。
图3: 不同预警策略下建筑物内和道路人数变化情况
图4: 不同预警策略下的建筑物风险
降雨预报预警下风险区数量最多，占建筑物总数的18.59%，淹没预警和人群暴露性预警下风险区的数量略有降低，分别占比16.71%和16.43%。
相较于降雨预报预警，淹没预警和人群暴露性预警下除居民住所外，其余建筑物类型的风险区的数量占比均下降，其中教育场所更显著，分别减少了40.6%和37.3%。
淹没预警和人群暴露性预警下的高风险区的数量较降雨预报预警均减少了约2/3，其中休闲娱乐、教育场所和商务办公的高风险区占比显著下降。
随着降雨重现期的增大，基于降雨预报的统一预警对人群出行的影响显著变大，相较20a一遇和50a一遇的降雨情景，100a一遇的降雨情景下出行人数大大降低，居民出行人数下降幅度均超过90%。
而淹没预警和人群暴露性预警下居民出行人数受暴雨情景影响小，主要是因为基于洪涝淹没、人群暴露性的预警策略实现了空间上的精细化、差异化预警。
面对100a一遇的暴雨情景，降雨预报预警策略的策略效果优于基于洪涝淹没和基于人群暴露性的精细化预警，洪涝风险均值较后两者分别降低15%和19%。
图5: 不同暴雨情景下道路出行人数变化
提出了基于主体建模的城市洪涝灾害预警策略仿真模拟方法，构建了基于洪涝灾害风险感知的个体出行行为决策概率模型，能够准确模拟不同洪涝灾害预警策略下居民出行响应行为及洪涝灾害风险的变化。
不同洪涝灾害预警策略下人群出行响应行为差异显著，导致城市暴雨洪涝灾害风险降低效果不同。面对20a一遇的降雨情景，基于洪涝淹没和人群暴露性预警能够帮助研究区居民快速识别高危险区。
不同暴雨情景下不同洪涝灾害预警策略效果不同。面对较小的降雨情景，精细化预警策略效果更好；面对极端暴雨情景，采用统一的预警策略效果更优。
城市洪涝灾害预警需要因地制宜、因时而异，构建分级分区分情景的预警体系。
面对较小的暴雨洪涝灾害情景，建议使用精细化预警，实现空间上的差异化，提供更准确和有针对性的风险信息。
面对极端暴雨情景时，选择较高级别的基于降雨预报的统一预警，能够尽可能地减少出行人数，降低城市洪涝灾害风险。
"一刀切"的预警方式背离了精准化、精细化灾害预警与防治的理念，需要建立更加智能、动态的预警系统。