水资源是基础性的自然资源和战略性的经济资源,不仅对人类生命和健康以及生态系统至关重要,而且是国家经济发展和城市可持续发展的基本条件之一。正常的水环境代谢不仅是城市给水、用水、排水过程满足城市需要的重要保证,更是城市环境、生态和景观的关键控制过程。目前国内外对于城市水环境代谢的研究较为缺乏;尤其是对于水环境代谢过程中给水和排水环节的研究较多,而对重复用水和循环代谢等代谢环节及其影响城市可持续发展的定量化研究更为缺乏。我国东部地区是水资源、水环境、水安全问题最为突出的地区,同时,也是经济增长十分迅猛和城市化加速的地区之一,研究该地区的城市水环境代谢,将对城市的可持续发展具有十分重要的意义。本文选取我国东部沿海典型城市上海,通过对上海市1985-2005年间的社会经济发展及环境监测数据的分析,以统计学方法筛选出表征上海城市水环境代谢的12项指标,并以灰色系统模型分析了指标之间的灰色关联度,从而分析上海水环境代谢特征及成因。在此基础上,本文从水环境代谢系统的角度出发,以农业用水总量、农业万元GDP耗水量、工业万元GDP用水量、工业废水排放量与工业用水量的比值、生活污水排放量5项指标构建水环境代谢安全模型,对上海城市化过程中水环境代谢的动态特征及水环境代谢安全状况进行了分析与评价;本文进一步依据上海、北京、天津、大连、济南、南京、合肥、杭州、广州、厦门等东部沿海城市1998-2005年间的社会经济发展及环境监测数据,对上海市与其他东部城市的水环境代谢特征进行了比较分析,探讨了我国城市水环境代谢的突出问题及其产生机理,提出了解决这些问题的途径和对策,以期为我国城市可持续发展提供科学依据,并为国内外相关城市水环境代谢及管理提供可参考的经验。