流域下垫面及河流水系变化对水文水资源的影响研究是当前水文领域研究的热点之一。太湖流域是我国城市化快速发展的典型区域,近50a来伴随着城市化为代表的剧烈人类活动,流域内土地利用方式、水系格局发生了显著的变化。这些变化使得太湖流域洪涝灾害等极端事件日益频发。研究太湖流域高强度人类活动干扰下的河流水系形态、结构变化规律及其对水文与水资源的影响,对流域防洪减灾、社会经济可持续发展都具有重要的理论意义和应用价值。杭嘉湖平原区地处太湖流域南部,约占整个流域面积1/5,是太湖流域最大的平原。由于地形与水系条件的限制,该地区洪涝灾害频繁发生。而城市化下水系快速衰减以及水系连通受阻引起的洪、涝宣泄不畅等又加剧了这一现象的发生。因此,城市化下水系格局、连通变化及其水文效应是当前迫切需要研究的科学问题。本文以杭嘉湖平原河网区为研究区域,综合应用GIS空间分析,水文时间序列分析、弹性贡献率分析、水文变异指标分析、以及多种水系特征参数比较分析等技术和方法,对研究区不同阶段水系结构／格局特征、近代人类活动干扰下水系变化规律、水系变化对特征水位的影响、水系与水位变化对区域水量调蓄和连通的影响等方面进行了较系统深入的研究探讨,为区域水系管理、修复、规划和变化环境下的防洪排涝等区域可持续发展战略措施提供理论研究参考和数据支持。本文的主要研究包括：(1)太湖流域水系结构特点以及历史演化背景从不同历史时期太湖流域水系形成、平原河网地区水系特点角度,分析了太湖水系的发育特点和水文特征,为近代以城市化发展为标志的人类活动对水系的影响分析提供背景分析的基础资料。(2)杭嘉湖地区近代水系结构变化以河网密度、水面率、河网发育系数、河流面积长度比、盒维数、河型曲度等为参数,对杭嘉湖地区近50a水系特征和格局变化进行了分析,并按照不同分区进行了对比研究。同时将研究区分成城市区、河网区和多湖区几类典型区进行具体分析,分别阐述其变化特点；对水系参数之间的关系进行了描述。结果显示：近50a来,杭嘉湖地区河网密度、水面率、分维数下降,水系呈主干化的趋势,且这种趋势在加剧。水系变化的地区差异明显,河网密集区水系衰减更为严重。典型城市区水面率较其他地区小,1980s后出现较重要的城市防洪疏浚、新挖河道工程。典型河网区河网密集,下降明显,河网主干化,大型水利工程主引水系格局。典型湖区水面率较大,下降不明显。各水系特征参数之间有一定的相关性。(3)杭嘉湖地区近代水系连通变化基于杭嘉湖河网地区水位相邻站点水文变化的响应关系,提出一种水文连通性评价方法,结果表明,杭嘉湖地区水文连通性变化受水系格局影响,与主干河道相连的站点水位连通性增大,无主干河道的站点水位连通性降低。基于水力阻力和图论提出一种河网连通性评价方法,并评价了杭嘉湖南排工程实施后河网连通性变化,结果表明,河网连通性增加了56%,本文提出的河网连通性方法有效可行。(4)城市化下水系变化对水位的影响采用Spearman检验、克里金插值、变动范围法(RVA)等多种方法对城镇化背景下河网水位过程进行不同时间尺度分析,并对比了城市和郊区站点的水位变化。结果表明：近50a来,杭嘉湖水位呈增加趋势,年最高水位、年平均水位和年最低水位增率分别为0.03m/10a、0.05m/10a和0.09m/10a；月最低水位／最高水位序列分析结果,超过90%的序列城市化后的水位平均值高于城市化前。郊区地区,平均值增加、Cv增加,城市地区平均值增加、Cv减小；各站点日均水位城市化后中位数均增加,水位异常值较城市化前增多；城市站点水文变异以中低变异度为主,水文变异指标(IHA)有集中于RVA目标的趋势,郊区站点以中高变异度为主,水文变异指标有离散于RVA目标的趋势。(5)水系结构与连通变化对调蓄和洪涝的影响采用回归分析、弹性分析等方法对杭嘉湖地区水位变化原因进行了分析,在此基础上分析了杭嘉湖地区水系结构与连通变化对调蓄和洪涝的影响。结果表明：人类活动是水位变化的重要原因。人类活动对最高水位、平均水位和最低水位变化的贡献值分别为39.0%、56.2%和82.9%。降水与城市化对水位影响的双变量弹性分析显示,降水是水位变化的主要原因,城市化对水位的影响逐渐增大。水位变化的贡献率中,最高水位：降水>人类活动>城市化；平均水位：人类活动>降水>城市化；最低水位：人类活动>降水>城市化。河网水系调蓄变化分析结果表明：各区总体上槽蓄能力、可调蓄能力下降,二级支流和一级支流下降更为明显。研究区洪涝分析表明：致灾暴雨天数缩短,其中水系的蓄泄能力降低是重要原因。水面率越大的地区、河网越稠密的地区,河道水位上涨越慢。