随着气候变化和城市化进程，城市暴雨内涝对城市交通、社会经济、居民福祉与安全以及城市污染等带来越来越严峻的挑战。在中国特别是部分暴雨内涝严重的城市，“城市看海”现象频发。地处长江河口三角洲的上海是其中的典型代表，其暴雨内涝灾害事件时有发生。由于城市本身是一个复杂系统且城市暴雨内涝的影响因素相对复杂，目前对城市暴雨内涝的致灾机理尚不明晰。虽然已开展“海绵城市”建设，但是减缓措施对城市暴雨内涝的实际减缓效应仍有待考究。为此，本文通过获取文献资料，在城市暴雨内涝历史灾情、城市地形、土地利用/覆盖、土壤等数据基础上，对影响城市暴雨内涝的环境因素进行分析，以下凹绿地为例对低影响开发措施(LID)减缓城市暴雨内涝的效果进行研究，并以上海市区为例开展实证研究。研究内容和主要成果包括:　　(1)研究了城市暴雨内涝与环境因素的空间分布。系统整理了1997-2013年上海市区道路积水记录，建立了城市暴雨内涝及相关环境因素的空间数据库。其中，道路积水记录中，道路积水频次分布在0-19次之间，且具有显著的空间聚类特征。借鉴前人相关研究，利用城市排水系统、高程以及土地利用/覆盖数据，提取了与暴雨内涝成灾机理相关的影响因素。在此基础上，使用基于最小二乘法(OLS)的探索性回归，通过对不同回归模型的显著性、R2、膨胀因子(VIF)以及校正赤池信息准则(AICc)的判断，选取对道路积水频次有显著影响的六个解释变量，包括:校正高程、河道密度、管道密度、棚户区比率、绿化率以及道路/广场比率。其中，棚户区比率及道路/广场比率的回归系数为正，表示变量的增加会导致积水频次的增加;校正高程、河道密度、管道密度及绿化率的回归系数为负，表示变量的增加会导致积水频次的减少。　　(2)定量分析了上海市区道路积水频次与解释变量的关系。使用地理加权回归(GWR)模型探讨城市积水频次与空间解释变量之间的关系，并使用OLS与GWR的结果进行对比验证。与OLS结果相比，GWR模型具有更高的R2、更低的AICc及均方误差(MSE)，且模型残差不具有空间自相关性，因此其模型对道路积水频次与解释变量的解释性能优于OLS的结果。基于GWR模型的分析结果表明，积水频次与校正高程、管道密度和河道密度呈负相关关系，与道路/广场比率和棚户区比率呈正相关关系，但相关系数具有明显空间差异性。绿化率是对积水频次影响显著的解释变量之一，其系数分布在-1.11至0.81之间，说明绿化率可以加剧或降低积水频次。绿化率的不同影响说明绿地现有设计方式存在不足，这对于以“海绵城市”为基础的城市暴雨内涝治理具有重要启示意义。因此，GWR模型不仅具有比OLS模型更好的全局效果，亦可以揭示相关解释变量影响的空间差异性，用于分析影响城市暴雨内涝的空间变量。　　(3)探究了不同降雨重现期下城市暴雨内涝的空间差异。利用降雨、土地利用/覆盖、土壤等基础数据，使用SCS(Soil Conservation Service)模型，对城市直接径流的空间分布进行分析，发现不透水面的增加是导致城市直接径流增加的主要原因。基于城市直接径流、城市地形及集水区排水数据，利用GIS空间分析对不同重现期下的2015年城市积水总量、积水深度以及积水面积进行计算，结果发现随着重现期的增加，城市积水总量及积水面积增长显著。50年一遇重现期下城市积水总量是5年一遇重现期的10.89倍;50年一遇重现期下积水面积是5年一遇重现期的2.20倍。城市积水深度在空间上表现出较强的空间差异性，且在不同重现期下变化明显。　　(4)评估了下凹绿地减缓城市暴雨内涝的能力并分析了受益于下凹绿地的城市人口及老龄人口的空间分布。基于暴雨内涝模拟与生态系统服务供给-受益分析框架，分析了原始情景、绿地下凹10cm情景和绿地下凹20cm情景下城市暴雨内涝及其影响人口的差异，并分析了下凹绿地对暴雨内涝的减缓效应。下凹绿地减缓城市暴雨内涝的生态系统服务的供给体现在暴雨内涝的积水总量、积水深度与面积的差异;下凹绿地减缓城市暴雨内涝生态服务需求/受益体现在受益区域与人群的差异。结果发现下凹绿地在不同重现期下对城市积水总量的减缓能力介于52.08％至96.44％之间，对积水面积的减缓能力介于26.09％至82.41％之间。不同重现期下，得益于下凹绿地的总人口介于40.07-103.70万，分别占原始情景受影响人口的12.47％和50.66％;老龄人口介于3.71-12.19万，分别占原始情景受影响老龄人口的8.88％和45.05％。整体上，周边区域受益于下凹绿地的人口数高于中心区域，得益于下凹绿地的总人口及老龄人口数在10年一遇重现期下达到峰值。本文结果表明下凹绿地在减缓城市暴雨内涝中的作用显著，特别是在低重现期下。诸如下凹绿地等减缓措施在上海的应用有其合理性与必要性，需要结合相关措施的实际可行性与成本效益进一步论证其在上海及在其他城市推广的可行性。　　本文对城市暴雨内涝的环境因素进行了探索，将GWR模型应用于城市暴雨内涝分析，较好地建立了城市道路积水频次与解释变量之间的空间统计模型，发现了不同解释变量作用的空间差异性，并揭示了绿化率对城市暴雨内涝频次影响的复杂性。在此基础上进一步探究了下凹绿地对城市暴雨内涝的减缓效应，并较好地分析了受益于下凹绿地的城市人口分布，具有一定的创新性及实际意义。但是，由于城市暴雨内涝的成因较为复杂，且城市本身就是一个复杂系统，仍需进一步通过城市暴雨内涝的空间统计模型理解城市暴雨内涝的成灾机理，并通过结合下凹绿地等减缓措施的可行性及成本效益对城市暴雨内涝减缓措施的作用进行进一步论证。尽管如此，本文较为有效地分析了影响城市暴雨内涝的环境因素，且评估了下凹绿地对城市暴雨内涝减缓效应，对于理解与防范上海暴雨内涝提供了一定的科学依据。