京津冀地区属于温带季风气候，汛期（6~9月）降雨量约占全年降雨总量的80%，其中，北京市的降雨多集中发生于汛期的5~10场大雨到特大暴雨。暴雨中心沿燕山、西山的山前迎风带分布，形成的洪水进入地势平坦的平原区河道，导致下游建成区低洼区域排水不畅，诱发内涝积水。近年来，伴随城市快速发展，不透水面积比例快速增加，城市地面产流时间缩短、汇流速度加快、峰值流量增加，极易造成巨大的洪涝灾害。因此，提升洪涝过程精细化分析、模拟、预报、预警能力，统筹水务和应急等政府管理机构，实现洪涝灾害的高效、科学全链条防控是首都安全保障的关键。
首先，城市局地突发降雨过程的精准预报是洪涝灾害防控链的起点。受“城市雨岛”效应影响，近年来北京市局部强降雨呈现多发、频发的趋势，而局地突发性强对流天气的预报难度大，亟需通过量化局地强降雨多尺度时空演变规律，诊断其影响因素，基于雷达、云团图像识别等现代科技手段提升城市局部降雨的预报精度。
其次，城市精细化洪涝模型系统构建是洪涝防控链的核心。城市建设破坏了天然的降雨径流过程，下垫面以及多尺度组合条件下的降雨产汇流规律复杂，只有通过构建精细化的洪涝模型，才能实现复杂下垫面产流、管网汇流、河网汇流以及地面漫流的综合模拟，并基于实测资料验证模拟的精度，通过量化洪涝风险，诊断洪涝原因，实现治理措施的评估和优化。
最后，构建城市洪涝预报预警、工程规划、应急管理等措施体系是洪涝防控链的关键。随着京津冀地区超大城市现代化治理体系的不断完善，亟需健全覆盖暴雨、洪水、内涝、山洪等灾害的预警指标体系，提升洪涝灾害预报精度；并进一步构建洪涝灾害研究、规划、方案上下贯通的工程治理体系；完善和提升预案、物资、队伍、机制等非工程措施，形成洪涝灾害防控业务的全链条协同和管理的多部门联合。
针对上述城市洪涝防控的技术难题和管理痛点，在国家水利部、自然基金委、北京市科委、北京市水务局、北京市应急管理局等单位的联合支持下，申报团队组织实施了超大城市洪涝灾害防控链精细化模拟研究与应用，围绕城市洪涝防控的“规律分析、精准预测、系统防控”三大环节，基于外实验监测与数据分析、精细化洪涝模型研发、全业务链与多部门的防控布局，开展超大城市洪涝灾害多尺度全链条精细化防控关键技术的研究与应用，逐一解决上述瓶颈问题，助推北京市水旱灾害防御与应急管理走向科学化和精细化。