随着社会经济的快速发展,城市土地资源越来越紧缺,人们便开始大规模地开发地下空间。由于地下空间处于地面高程以下,很容易受到暴雨、洪水的侵袭。轨道交通是地下空间的重要组成部分,在一定程度上已成为城市交通的命脉,旦受到暴雨的侵袭,会给人们的生产和生活带来极大的损失。因此,如何有效加强地下轨道交通的防汛管理工作,消除地下轨道交通因暴雨内涝而导致淹没的隐患,已成为当前迫切需要研究和解决的问题。依托于国家自然科学基金重点项目“沿海城市自然灾害风险应急预案情景分析”(NO.40730526)的资助,本文从地下空间暴雨内涝脆弱性分析入手,在综述了国内外脆弱性研究理论与方法的基础上,界定了地下轨道交通暴雨内涝脆弱性的概念和本文的研究内容,初步建立了脆弱性分析的指标体系,对上海市中心城区地下轨道交通的暴雨内涝脆弱性进行分析；最后,根据上海地区特征,充分利用GIS的空间分析功能,采用了简化的城市暴雨内涝模型并结合地下进水模型,设定不同的边界条件,模拟不同降雨强度时的地下轨道交通进水情况。研究成果为城市地下空间防汛减灾提供参考依据。本文主要得出了以下结论：(1)受气候变化、城市化效应、全球变暖和地面沉降等因素的影响,上海地区暴雨频次和强度均有明显增加的趋势；暴雨集中出现在7、8两个月份,其中8月份发生频次占到总数的52%；从空间分布来看,徐汇区发生暴雨次数最多,其次是杨浦区、卢湾区、虹口区和普陀区,黄浦区发生暴雨次数相对较少；从1949年建国以来,上海曾经出现过千年一遇和五百年一遇的极端降雨事件各4次,五十年一遇和百年一遇的降雨事件各出现过10次。(2)地下轨道交通暴雨内涝脆弱性是指地下轨道交通系统对于由暴雨引发的城市内涝所表现出的易于受到扰动的程度以及缺乏应对能力从而使地下轨道交通系统的功能发生变化的一种属性。其主要包括两个方面：一是出入口自身的物理特性接受暴雨内涝打击后受影响的程度,即敏感性；二是与社会经济文化背景相关的应对内涝灾害事件的各种能力,即区域应灾能力。(3)敏感性分析结果表明,上海市中心城区地下轨道交通的暴雨内涝敏感性整体上较低,低敏感性出入口占84.8%,中等敏感性出入口占6.2%,较高敏感性出入口占9.1%。抗灾能力分析结果表明,上海市中心城区整体上抗灾能力都较强,其中虹口区和黄浦区的抗灾能力最强,其次为徐汇区和闸北区,静安区和普陀区相对抗灾能力较弱。对比分析抗灾能力中的各项指标,虹口区和黄浦区的泵站密度最大；徐汇区的管道达标率最高；静安区的政府支付能力最强,但是其泵站密度较小,排水能力就比较弱；普陀区的管道达标率最低。(4)脆弱性分析结果表明,上海市中心城区地下轨道交通暴雨内涝脆弱性整体上都很低,81.5%为低脆弱出入口,13.8%为中等脆弱的出入口,高脆弱的出入口仅有3个。较高脆弱性出入口的共同特点是多为敞开式出入口,而且出入口处台阶高度均小于30cm。(5)地下轨道交通暴雨内涝情景模拟结果显示,在排水能力处于现状条件下,所有地下车站出入口可防御五十年一遇的降雨；百年一遇降雨时,只有2个出入口进水在10cm以下,进水对乘客和地铁运营没有影响；五百年一遇降雨时,有14个出入口进水在10cm以下,5个出入口进水在10～30cm之间；千年一遇降雨时,有11个出入口进水在10cm以下,16个出入口进水在10～30cm之间,2个出入口进水大于30cm。在排水能力提高到三年一遇时,进水出入口总数减少了46%,所有地下车站出入口可防御五十年一遇和百年一遇的降雨。当降雨强度达到五百年一遇时,有中5个出入口进水在10cm以下,1个出入口进水在10～30cm之间；当降雨强度达到千年一遇时,有15个出入口进水在10cm以下,6个出入口进水在10～30cm之间。(6)根据上海市地下轨道交通暴雨内涝脆弱性分析及情景模拟,确定了地下轨道交通防汛管理对策：台阶高度要达到设计要求以降低地面雨水倒灌的危险性；设计出入口类型为封闭式降低敏感性；改造落后的排水管道系统,提高市区的排水能力；疏浚河道,提高市区内河调蓄能力。