近年来，由于厄尔尼诺现象的影响，极端天气变得更加频繁、严重和广泛。全球7.5%的铁路和道路资产面临极端洪水灾害的高风险[18,20,39]。同时，城市化的加速加剧了极端天气事件的后果，包括人员和财产的损失。这对城市道路网络（RNs）在防洪和灾害韧性方面的有效性提出了挑战[10,28,36]。然而，国内外现有道路的防洪能力和相关部门采取的防洪措施不足以应对城市洪水对道路网络的影响[47,53]。例如，2023年9月，希腊雅典的暴雨淹没了主要道路，使得救援队伍难以迅速到达被困社区。作为世界上最大的发展中国家，中国面临着复杂的自然环境和快速城市化的双重挑战，洪水事件越来越频繁，其影响也在增加[14,60]。仅2024年，中国就经历了38次强降雨，影响了全国53,314,300人。2025年，内蒙古、湖南等地区的突发强降雨也导致了道路中断，严重阻碍了救援行动和居民疏散。因此，如何减少城市洪水灾害对道路网络系统和社会运行以及居民生活的影响，以及提高道路网络的抗洪能力，是目前全球灾害预防和缓解工作中最紧迫和关键的科学问题[22,28]。
为了减轻城市洪水对道路网络的影响，尽可能确保居民的正常出行，并提高雨天出行的安全性，研究趋势表明，城市基础设施的抗灾能力正成为关注焦点[11,20,54]。交通系统的评估主要集中在风险评估、可靠性分析、脆弱性评估、鲁棒性测试、可访问性分析和韧性量化[8,13,19,45,49,59]，探讨交通网络在不同损害情景下的响应特性，包括随机损害、局部损害和洪水损害等特定灾害情景[34]。深入研究表明，城市洪水灾害通过两种主要机制对道路网络产生重大影响。首先，洪水导致的道路积水、交通中断和能见度降低显著增加了交通事故的风险，直接威胁驾驶员和行人的安全[3]; Z [5]b; [33]。其次，洪水可能严重扰乱城市交通网络的正常运行。这种中断表现在两个方面：首先，它会降低整体出行效率；其次，它会切断医院和消防站等关键应急设施与受影响社区之间的连通性。这些因素的结果是，应急响应的及时性可能会受到显著限制[2,26,40,54]。然而，当前研究仍存在明显局限。一方面，传统研究通常对单个道路采用二元的“可通行/不可通行”评估，经常忽视道路网络整体连通性作为维持交通秩序和灾害期间应急响应能力的关键指标[17,53]。特别是在灾害应急响应阶段，某些被评估为高度脆弱的道路或交叉口可能因其独特的网络连通性特征而成为救援通道的瓶颈，导致连通性研究在支持路径恢复决策时缺乏具体性和动态性[53]。另一方面，大多数评估自然灾害背景下道路网络性能的研究严重依赖静态分析，即网络在完好状态下的拓扑结构，或者对随机、局部和定向损害做出过于简化的假设[42]。这种脱离实际灾害情景的建模方法在处理洪水灾害时往往缺乏实际价值[29]。因此，基于真实洪水情景进行道路网络连通性的动态分析，建立灾害演变与交通网络功能退化的耦合模型，并根据这些分析制定科学合理且高效的灾后恢复策略，已成为提高城市洪水灾害应急管理效果的关键研究方向。
基于上述动机，本研究采用了精细的道路网络拓扑结构，并整合了不同降雨重现期（RRPs）下网络中水深的变化。它利用网络效率指标来量化道路网络的全球连通性，并通过关键道路分布分析来分析连通性变化的原因。此外，从连通性的角度出发，提出了一种确定城市洪水灾害期间不可通行道路最佳恢复顺序的方法。该方法通过量化每条关键道路恢复后实现的连通性改善，动态确定灾后道路网络的最佳修复顺序。它为评估道路网络性能和在城市洪水事件期间制定应急管理决策提供了支持。
本文的贡献主要体现在以下三个方面：（i）基于复杂网络理论，精确描述了城市道路网络的拓扑结构。除了考虑交叉口和路径长度等因素外，还详细考虑了不同等级道路（包括高速公路、高架高速公路以及城市主干道和次级道路）之间的拓扑映射关系；（ii）提出了一个用于模拟洪水情景的动态连通性评估框架。通过将不同降雨重现期的城市水深数据与道路网络拓扑数据相结合，并整合网络效率指标，科学量化了全球网络连通性的动态演变，从而克服了传统随机中断模型的局限性；（iii）构建了一种修复不可通行道路的决策方法，以快速恢复全球连通性为中心。该方法通过动态评估每段道路修复后的整体连通性改善情况来确定最佳修复顺序。它实现了从静态脆弱性评估到动态性能优化的飞跃，填补了从理论分析到实际应用的研究空白。
本文的其余部分组织如下。第2节回顾了关于城市洪水连通性评估方法和灾后道路恢复策略的现有文献。第3节介绍了研究区域、数据来源以及提出的连通性评估和不可通行道路恢复顺序确定方法。第4节展示了案例研究结果和讨论。第5节总结了本文的主要发现和意义，并讨论了研究局限性和未来方向。
