近年来,由于全球气候突变与城镇化进程的快速发展,导致城市自然水文循环被严重破坏,城市水生态系统的自我调节能力降低,从而引发城市内涝、水生态系统退化等一系列水安全与水生态问题。同时,寒地城市独特的地域气候特征与水文条件等,致使城市发展与水生态环境之间矛盾突出,城市雨洪管理实施难度增加。因此,本文以水生态与水安全关联耦合为视角,从流域、城市、河段多尺度构建寒地海绵城市规划体系,满足城市雨洪管理需求,提升寒地城市水生态、水安全、水景观功能,以期对寒地海绵城市的发展提供理论基础与技术支撑。论文在大量背景理论研究下,首先梳理寒地城市地域特征,识别不同尺度寒地城市水生态与水安全问题,以“格局—过程—尺度”为切入点,提出多尺度水生态与水安全关联耦合理论,建立理论框架与技术路线,并进一步确立耦合水生态与水安全的寒地海绵城市管控理论与技术方法,分析格局与水生态过程、城市内涝的影响机制,阐述多尺度管控内容与相关技术方法;其次,构建多尺度寒地海绵城市规划体系,即“流域尺度空间耦合(宏观)——水生态安全格局构建、城市尺度系统耦合(中观)——寒地海绵系统优化、河段尺度功能耦合(微观)——河岸带生态修复与措施建设”,并提出相应体系内容与技术方法;再次,以沈抚新区作为寒地城市研究区域,对应规划体系框架建立多尺度空间,在流域尺度下,利用GIS空间计算与分析法进行空间耦合,提取与水生态系统密切相关的多种基底要素,进行耦合叠加,构建不同水平的水生态安全格局,根据底线(低)、一般(中)、满意(高)三级水平划分禁限建区域,优化城市水生态安全格局,为城市尺度寒地海绵系统耦合提供刚性骨架;在城市尺度下,基于流域尺度空间格局,对城市多级排水系统进行整合优化,一是寒地海绵生态系统优化,确定水系廊道和绿地斑块布局,二是寒地城市排水管网优化,运用SWMM模型对城市排水管网系统进行调整,使其达到不同降雨重现期下的排水要求,三是寒地适宜性低影响开发系统,划分管控分区并对各分区所应用措施规模进行定量计算,最后利用SWMM模型对优化前后方案进行模拟校验,验证其优化后规划方案的合理性,并注重寒地雨雪水资源化利用,实现寒地海绵系统耦合最优模式;在河段尺度下,在流域尺度水生态安全格局框架上,依据城市尺度寒地海绵生态系统格局与低影响开发系统定量方案,对研究区域内的河岸带进行海绵结构布局与方案设计,使具有寒地适宜性水生态修复与低影响开发措施两者在设计中并行,同时对河岸带的寒地植物进行优化配置,实现寒地海绵河岸带的功能要素耦合。论文涉及城乡规划、景观、水文等多学科理论融合,着眼于城市规划与设计层面,集成多种相关技术方法。通过多尺度体系构建,明确寒地海绵不同尺度规划内容,最后将相关规划理论与技术方法运用到实践方案中,检验该理论方法的合理性和可行性,为寒地海绵城市规划提供理论支撑与技术保障。