气候和土地利用变化是影响城市洪涝安全的主要致灾因素。城市洪涝灾害的应对思路不应只是机械的工程性应对措施,必须把研究视角从关注水体本身转移到关注水陆域整体,提出城市河道和建成环境综合应对策略。本文以上海市陆域地区为研究对象,系统分析当前上海市城市洪涝安全面临的城市气候和土地利用变化特征,识别当前的环境变化情势,接着对各变化环境对水文过程的影响机制进行了分析。在环境识别,机制分析的基础上,综合分析得出上海市洪涝安全格局,确定具有良性水文效应的城市土地利用和空间格局的发展策略。论文主体研究内容可分为三部分。第一部分是气象水文和土地利用变化特征分析。对于气候要素演变规律的分析,时间维度上采用非参数趋势检验Mall-Kendall统计方法对近40年气温、降水、蒸发等气象要素变化趋势进行分析,统计结果表明上海市气温显著上升,降水在各时间尺度表现不一,年尺度呈弱波动上升趋势。空间维度上采用GIS空间插值方法将各气象要素及其演变趋势反映在空间上,结果表明上海具有明显的雨热岛效应。对土地利用变化特征的分析,通过遥感图像解译结合统计年鉴数据进行,建立了以不透水面为主的土地利用分类体系,分析结果显示城市不透水面积逐年增加,同时土地利用程度处于较高利用水平上。对河网水系的分析主要通过河面密度、河频数、河面率等指标来反映,近年来上海市河网水系持续消减的状况有所缓解,但城郊分布差异依然显著,城市中心区河面率最低。第二部分是气候和土地利用变化对水文过程的影响机制研究。受获取资料精度限制,气候变化对区域径流量影响,主要通过线性相关进行定性分析,降水是对区域径流产生直接影响的主导因子,气温和蒸发量间接影响区域径流过程。城市不透水面水文效应的分析主要采用SCS模型进行模拟,随着不透水面积的增加,城市地表径流量呈增加趋势,城市不透水面积率与径流系数增长率具有显著的正相关关系。河网水系调蓄效应的分析主要选用城市水系结构指标与功能指标进行相关性分析,上海市河网水系结构特征与调蓄功能具有良好的关联性,河面率是影响河网调蓄功能的重要指标,良好的河网水系结构对城市河流廊道发挥调蓄功能至关重要。第三部分是区域洪涝安全策略研究。基于景观安全格局理论确定城市洪涝安全格局,即城市中受洪涝影响的关键区域,分为调蓄功能区和淹没风险区。城市洪涝淹没风险区通过建立致灾因子综合评价的方式确定。根据对上海市洪涝安全格局的判别,并结合前文的环境分析和机制分析,提出更新城市建设理念,构建区域水生态安全格局,合理规划和设计城市功能区雨洪调蓄系统,经济、法律等非工程性手段保障措施综合运用等应对策略。