Simulations assuming open-pit mines and different cessation landscapes of open-pit mines with urbanization were performed with a non-hydrostatic meteorological model. The possible enhancement or counteracting of the atmospheric responses to these simultaneously occurring (= accumulated) land-use changes are examined applying a formula drived from the principle of superposition. Although accumulated land-use changes substantially affect the local water and energy fluxes and significantly influence cloud and precipitation microphysics, they do not necessarily provide more significant changes in these quantities than the change of different land-use types to only one land-use type (=single land-use changes). Where the atmospheric responses to accumulated land-use changes are enhanced or inhibited, depends on the thermal, dynamical and hydrologic characteristics of the undergoing accumulated land-use changes as well as on the land-use adjacent to the land-use conversion. In regions dominated by drier surfaces (e.g., agriculture), no enhancement or counteraction according to the principle of superposition could be detected in this study. / Simulationen mit einer Tagebaulandschaft sowie verschiedenen Tagebaufolgelandschaften inklusive Urbanisierung wurden mit einem nicht-hydrostatischen meteorologischen Modell durchgeführt. Eine mögliche Verstärkung oder Abschwächung der atmosphärischen Reaktion auf gleichzeitig auftretende (akkumulierte) Landnutzungsänderungen wird mittels einer auf dem Prinzip der Superposition erstellten Formel untersucht. Obgleich die akkumulierten Landnutzungsänderungen die lokalen Energie- und Wasserflüsse merklich sowie die Wolken und Niederschlagsmikrophysik signifikant beeinflussen, führen sie nicht notwendigerweise zu stärkeren Änderungen dieser Größen als einfache Landnutzungsänderungen. Wo sich akkumulierte Landnutzungsänderungen in ihrer Wirkung auf die Atmosphäre verstärken oder abschwächen, hängt davon ab, wie stark sich die dynamischen, hydrologischen und energetischen Eigenschaften der veränderten Landnutzung von der vorherigen und denen der Umgebung unterscheiden. In Regionen, die durch trockene Flächen charakterisiert sind (z.B. Ackerland), konnte in dieser Studie kein Verstärken oder Abschwächen im Sinne einer Abweichung vom Prinzip der Superposition festgestellt werden.

The Himalayan region is experiencing population growth and a process of rapid urbanization. At the same time the existing government structure is struggling to provide basic services to the burgeoning urban population and does not have the financial or human resources to address urban risk. This dissertation explores how this problem can be addressed by urban risk governance rather than ‘all-of-society’ engagement. The rapidly urbanizing town of Almora in the Uttarakhand Himalayas is selected as a case study. Primary sources of data are government documents pertaining to land-use planning and building regulation, 150 household surveys as well as 24 key informant interviews. The dissertation identifies gaps in the existing government framework of land use and building regulation while arguing for the adoption of the concept of urban risk governance. However, various challenges to achieving a working model are revealed when risk governance is contextualized in the case of Almora. These are related to the local level developmental process, formal and informal actors as well as local risk knowledge. Such challenges must be resolved in order to successfully implement urban risk governance.

Simulations assuming open-pit mines and different cessation landscapes of open-pit mines with urbanization were performed with a non-hydrostatic meteorological model. The possible enhancement or counteracting of the atmospheric responses to these simultaneously occurring (= accumulated) land-use changes are examined applying a formula drived from the principle of superposition. Although accumulated land-use changes substantially affect the local water and energy fluxes and significantly influence cloud and precipitation microphysics, they do not necessarily provide more significant changes in these quantities than the change of different land-use types to only one land-use type (=single land-use changes). Where the atmospheric responses to accumulated land-use changes are enhanced or inhibited, depends on the thermal, dynamical and hydrologic characteristics of the undergoing accumulated land-use changes as well as on the land-use adjacent to the land-use conversion. In regions dominated by drier surfaces (e.g., agriculture), no enhancement or counteraction according to the principle of superposition could be detected in this study. / Simulationen mit einer Tagebaulandschaft sowie verschiedenen Tagebaufolgelandschaften inklusive Urbanisierung wurden mit einem nicht-hydrostatischen meteorologischen Modell durchgeführt. Eine mögliche Verstärkung oder Abschwächung der atmosphärischen Reaktion auf gleichzeitig auftretende (akkumulierte) Landnutzungsänderungen wird mittels einer auf dem Prinzip der Superposition erstellten Formel untersucht. Obgleich die akkumulierten Landnutzungsänderungen die lokalen Energie- und Wasserflüsse merklich sowie die Wolken und Niederschlagsmikrophysik signifikant beeinflussen, führen sie nicht notwendigerweise zu stärkeren Änderungen dieser Größen als einfache Landnutzungsänderungen. Wo sich akkumulierte Landnutzungsänderungen in ihrer Wirkung auf die Atmosphäre verstärken oder abschwächen, hängt davon ab, wie stark sich die dynamischen, hydrologischen und energetischen Eigenschaften der veränderten Landnutzung von der vorherigen und denen der Umgebung unterscheiden. In Regionen, die durch trockene Flächen charakterisiert sind (z.B. Ackerland), konnte in dieser Studie kein Verstärken oder Abschwächen im Sinne einer Abweichung vom Prinzip der Superposition festgestellt werden.

Die weltweite Nahrungsmittelproduktion ist so hoch wie nie zuvor. Dennoch kommt nur eine begrenzte Gruppe von Menschen in den Genuss eines ausreichenden Nahrungsangebots. Dagegen leiden weltweit zirka 854 Millionen Menschen an Mangelernährung. Das zeigt, dass Hunger nicht allein durch eine ausreichende Nahrungsmittelproduktion und Marktversorgung zu bekämpfen ist. Um das Problem von Nahrungsunsicherheit zu mindern, ist es ebenso notwendig, ökologische, wirtschaftlichen, politische wie auch soziokulturelle Verhältnisse zu betrachten. Diese Dissertation basiert auf den Untersuchungen, die in der zentralsudanesischen Stadt El Obeid durchgeführt wurden. El Obeid liegt in der abgeschiedenen und von Knappheit und häufig von Hunger betroffenen Region von Nord Kordofan. Dieses Fallbeispiel zeigt, dass Nahrungsmittelknappheit nur verstanden und bekämpft werden kann, wenn die Ernährungskultur als zentrales Element der Nahrungssicherung begriffen wird. Somit beschäftigt sich diese Arbeit mit den Fragen was Ernährung ist und wieso gewisse Nahrungsmittel auf bestimmte Art und Weise gegessen werden. Dazu wird die Vielschichtigkeit und Dynamik der Ernährung untersucht und es wird beschrieben, wie das Ernährungsverhalten einer Gesellschaft mit ihrer natürlichen Umwelt, ökonomischen, politischen, sozialen und kulturellen Strukturen interagiert. In diesem Zusammenhang wird das kulturökologische Konzept des Mahlzeitenzyklus eingeführt. Dieses rückt die Interdependenzen und Wechselwirkungen zwischen Ernährungsgewohnheiten und den naturellen und soziokulturellen Gegebenheiten in den Mittelpunkt der Betrachtung. Ferner hebt es die Bedeutung der Nahrungszubereitung als entscheidenden Prozess bei der Umwandlung naturaler Rohstoffe in kulturell gebundene Gerichte als wesentliches Element zur Erreichung von Ernährungs- und vor allem Mahlzeitensicherung hervor. / Worldwide more food than ever is produced these days. It would be enough to feed everybody by far. However, only a limited group of the global population enjoys an adequate food supply. About 854 million people are undernourished worldwide. The global situation shows that hunger cannot be fought by just producing enough food. The socio-cultural complex of nutrition and food habits cannot be reduced to the production and marketing of crops. To fight the problem of lacking food security, ecological and socio-cultural conditions have to be taken into account. This research focuses on the questions of ‘what is food’ and ‘why is certain food eaten in a specific way’ as prerequisites to understand the problem of malnutrition and food shortage as well as to fight food insecurity. Therefore, this research analyses the complexity of food habits, their dynamics, and how the food culture of a society interacts with the natural and socio-cultural environment. According to this, a cultural ecological concept of food culture - the cycle of meal - is introduced. It focuses on the interdependence and interactions of food habits within the natural and cultural environment. Moreover, the concept emphasises the importance of meal preparation as essential procedure of transforming natural raw matters into culturally bound products and as fundamental element to reach not only food but meal security. This study bases on research conducted in the town El Obeid in Central Sudan which is located in the remote and famine-prone environment of North Kordofan. The case study shows that food shortage can only be understood and fought if food culture is considered as a central element of meal security. Therefore, the research is based on the examination of food habits, their dynamics, and interactions within the socio-cultural context.

Wir betrachten folgende Teile: die zusätzlichen Kohlenstoff(C)-emissionen, welche aus der Umwandlung von natürlichem Umland durch Stadtwachstum resultieren, und die Änderung des C-Flusses durch 'urbanisierte' Ökosysteme, soweit atmosphärisches C durch diese in umliegende natürliche Ökosysteme entlang der Kette “Atmosphäre -> Vegetation -> abgestorbene organische Substanzen” gepumpt wird: d.h. C-Export; für den Zeitraum von 1980 bis 2050. Als Szenario nutzen wir Prognosen der regionalen Stadtbevölkerung, welche durch ein 'Hybridmodell' generiert werden für acht Regionen. Alle Schätzungen der C-Flüsse basieren auf zwei Modellen: das Regression Modell und das sogenannte G-Modell. Die Siedlungsfläche, welche mit dem Wachstum der Stadtbevölkerung zunimmt, wird in 'Grünflächen' (Parks, usw.), Gebäudeflächen und informell städtisch genutzte Flächen (Slums, illegale Lagerplätze, usw.) unterteilt. Es werden jährlich die regionale und globale Dynamik der C-Emissionen und des C-Exports sowie die C-Gesamtbilanz berechnet. Dabei liefern beide Modelle qualitativ ähnliche Ergebnisse, jedoch gibt es einige quantitative Unterschiede. Im ersten Modell erreicht die globale Jahresemission für die Dekade 2020-2030 resultierend aus der Landnutzungsänderung ein Maximum von 205 Mt/a. Die maximalen Beiträge zur globalen Emission werden durch China, die asiatische und die pazifische Region erbracht. Im zweiten Modell erhöht sich die jährliche globale Emission von 1.12 GtC/a für 1980 auf 1.25 GtC/a für 2005 (1Gt = 109 t). Danach beginnt eine Reduzierung. Vergleichen wir das Emissionmaximum mit der Emission durch Abholzung im Jahre 1980 (1.36 GtC/a), können wir konstatieren, daß die Urbanisierung damit in vergleichbarer Grösse zur Emission beiträgt. Bezogen auf die globale Dynamik des jährlichen C-Exports durch Urbanisierung beobachten wir ein monotones Wachstum bis zum nahezu dreifachen Wert von 24 MtC/a für 1980 auf 66 MtC/a für 2050 im ersten Modell, bzw. im zweiten Modell von 249 MtC/a für 1980 auf 505 MtC/a für 2050. Damit ist im zweiten Fall die Transportleistung der Siedlungsgebiete mit dem C-Transport durch Flüsse in die Ozeane (196 .. 537 MtC/a) vergleichbar. Bei der Abschätzung der Gesamtbilanz finden wir, daß die Urbanisierung die Bilanz in Richtung zu einer 'Senke' verschiebt. Entsprechend dem zweiten Modell beginnt sich die C-Gesamtbilanz (nach annähernder Konstanz) ab dem Jahre 2000 mit einer fast konstanten Rate zu verringern. Wenn das Maximum im Jahre 2000 bei 905MtC/a liegt, fällt dieser Wert anschliessend bis zum Jahre 2050 auf 118 MtC/a. Bei Extrapolation dieser Dynamik in die Zukunft können wir annehmen, daß am Ende des 21. Jahrhunderts die “urbane” C-Gesamtbilanz Null bzw. negative Werte erreicht. / We calculate the additional carbon emissions as a result of the conversion of natural land in a process of urbanisation; and the change of carbon flows by “urbanised” ecosystems, when the atmospheric carbon is exported to the neighboring territories, from 1980 till 2050 for the eight regions of the world. As a scenario we use combined UN and demographic model′s prognoses for regional total and urban population growth. The calculations of urban areas dynamics are based on two models: the regression model and the Gamma-model. The urbanised area is sub-divided on built-up, „green“ (parks, etc.) and informal settlements (favelas) areas. The next step is to calculate the regional and world dynamics of carbon emission and export, and the annual total carbon balance. Both models give similar results with some quantitative differences. In the first model, the world annual emissions attain a maximum of 205 MtC/year between 2020-2030. Emissions will then slowly decrease. The maximum contributions are given by China and the Asia and Pacific regions. In the second model, world annual emissions increase to 1.25 GtC in 2005, beginning to decrease afterwards. If we compare the emission maximum with the annual emission caused by deforestation, 1.36GtC per year, then we can say that the role of urbanised territories (UT) is of a comparable magnitude. Regarding the world annual export of carbon by UT, we observe its monotonous growth by three times, from 24 MtC to 66 MtC in the first model, and from 249 MtC to 505 MtC in the second one. The latter, is therefore comparable to the amount of carbon transported by rivers into the ocean (196-537 MtC). By estimating the total balance we find that urbanisation shifts the total balance towards a “sink” state. The urbanisation is inhibited in the interval 2020-2030, and by 2050 the growth of urbanised areas would almost stop. Hence, the total emission of natural carbon at that stage will stabilise at the level of the 1980s (80 MtC per year). As estimated by the second model, the total balance, being almost constant until 2000, then starts to decrease at an almost constant rate. We can say that by the end of the XXI century, the total carbon balance will be equal to zero, when the exchange flows are fully balanced, and may even be negative, when the system begins to take up carbon from the atmosphere, i.e., becomes a “sink”.

NY, Cornell Univ., Diss.--Ithaca, 2005. / Kopie, ersch. im Verl. UMI, Ann Arbor, Mich. - Enth. 3 Beitr.

RWTH, Philosophische Fakultät, Diss--Aachen, 2007.

Due to the Syrian crisis, several refugee camps were opened in Jordan in 2012 in order to deal with the increasing number of those feeling the conflict. Refugee Spaces whether camps or other urban informalities face the challenge of being in a status of “permanent temporariness” during which they develop into unexplored urban (city-like) formations through the social production of space. Taking the case of the Zaatari refugee camp, this research explores the process during which refugee camps turn into cities. More specifically, it questions how the interplay between human agency and structure produces space in the camp; eventually the city. Al-Souq, the main market street in Zaatari, is chosen to conduct the study, employing an explorative approach accompanied with narrative elements to understand actors’ own perspective. The collected data is analysed thematically and performatively to investigate the two former categories and the way they are drawn upon in producing space. The main findings denote a constructive exceptionality that facilitates space creation as well as a consequential inclusion of refugees in the camp. Furthermore, the occurring spatial construction of Al-Souq indicates that refugees are in fact active agents. Therefore, as indicated by both results, the research concludes by offering an alternative conceptualisation to camps and refugees as opposed to the traditional humanitarian perception of them being temporary and aid-dependent victims, respectively. / Aufgrund der Syrienkrise wurden in 2012 mehrere Flüchtlingscamps in Jordanien geöffnet, um der steigenden, von dem Konflikt betroffenen, Anzahl an Menschen zu helfen. Die Lebensräume für Flüchtlinge, egal ob Flüchtlingscamps oder andere Marginalsiedlungen (urban informalities), unterliegen der Herausforderung in einem „permanenten Zwischenzustand“ (permanent temporariness) zu verbleiben. Innerhalb dieser Zeit entwickeln sich diese Räume durch soziale Raumproduktion (social production of space) in unerforschte urbane (stadtähnliche) Gebiete. Im Rahmen dieser Forschungsarbeit wird der Prozess, innerhalb dessen sich Flüchtlingscamps zu stadtähnlichen Räumen entwickeln, beispielhaft am Fall des Flüchtlingscamps Zaatari aufgezeigt. Im Konkreten wird hinterfragt wie das Zusammenspiel menschlichen Handelns und Struktur zur Raumproduktion und schließlich zu stadtähnlichen Gebilden führt. Al-Souq, die wichtigste Handelsstraße in Zaatari, wird als Studienobjekt herangezogen, um die Wahrnehmungen der Akteure zu beleuchten. Diese Studie folgt einem explorativen Ansatz mit narrativer Analyse. Die erhobenen Daten werden mittels einer thematischen (thematic analysis) und performativen Analyse (performative analysis) ausgewertet, um das Zusammenspiel der zwei genannten Kategorien im Hinblick auf die Raumproduktion zu untersuchen. Die Haupterkenntnisse der Studie zeigen sowohl eine schöpferische Außergewöhnlichkeit welche die Raumproduktion ermöglicht als auch eine daraus folgende Inklusion der Flüchtlinge im Camp durch ein Gefühl der Zugehörigkeit. Ferner zeigt die Auftretende räumliche Konstruktion von Al-Souq, dass Flüchtlinge Handlungsfähigkeit besitzen und herstellen und somit als „active Agents“ verstanden werden können. Aufbauend auf beiden Ergebnissen kann somit geschlussfolgert werden, dass zu der traditionell existierenden Humanitären Perspektive, in der Camps als temporär und Flüchtlinge als hilfebedürftige Opfer gesehen werden, ein alternatives Verständnis zu präferieren ist.

Städte sind Brennpunkte des globalen Wandels. Daher sind hochdetaillierte und aktuelle Informationen über deren Entwicklung nötig, wofür moderne Erdbeobachtungssensoren eine ideale Datenbasis liefern. In der vorliegenden Arbeit wird ein Verfahren zur Änderungserkennung auf Basis höchstaufgelöster optischer Aufnahmen entwickelt und anschließend im stadtgeographischen Kontext zur Bewertung einer potenziell vorliegenden Geisterstadt angewandt. Das unüberwachte objektbasierte Verfahren erfasst den Bau neuer Gebäude mit einer Genauigkeit von 0,8 bis 0,9 entsprechend der Kappa Statistik in einem Testgebiet in der chinesischen Stadt Dongying. Dabei werden Differenzmerkmale auf Basis vorhandener Gebäudegeometrien zur Änderungserkennung verwendet. Ein Vorteil des Ansatzes ist die Nutzung verschiedener Sensoren mit unterschiedlichen Aufnahmegeometrien, was die Verwertung des gesamten Datenbestandes aktueller und zukünftig verfügbarer höchstaufgelöster Satellitenbilddaten auf kleinen räumlichen Skalen ermöglicht. Die Übertragbarkeit des Ansatzes wird mit besonderem Augenmerk auf die Klassenverteilung untersucht. Zu diesem Zweck wird ein Rahmenwerk entwickelt und in zwei Städten unterschiedlicher Charakteristika angewandt. Dabei zeigen sich geringere Genauigkeiten bei ungleich verteilten Klassen im Gegensatz zu einer ausgewogenen Verteilung. Die Bewertung potenziell vorliegender Geisterstädte wird als exemplarische stadtgeographische Anwendung am Beispiel der chinesischen Stadt Dongying gezeigt. Das Bewertungskonzept basiert auf der Annahme, dass eine geringe Auslastung des verfügbaren Wohnraums eines der wichtigsten Merkmale einer Geisterstadt darstellt. Dazu wird ein funktionales 4D-Stadtmodell zur Abschätzung der Bevölkerungskapazität erstellt und anschließend mit der tatsächlichen permanenten Wohnbevölkerung aus Zensusdaten verglichen. Aufgrund signifikanter Unterschiede ergibt sich eine hohe Wahrscheinlichkeit für die Entstehung einer Geisterstadt in der Stadt Dongying. / Cities are hot spots of global change. Thus, highly detailed and up-to-date information is required, which can be delineated based on various earth observation sensors. This thesis aims at the development of a change detection approach based on very high resolution (VHR) optical remote sensing data and consequent exemplary application of the assessment of the ghost city phenomenon in the context of urban geography. The unsupervised object-based change detection method captures the construction of individual buildings with accuracy of 0.8 to 0.9 according to kappa statistics in the city of Dongying, China. The methodology utilizes object-based difference features based on existing building geometries for the delimitation of changed and unchanged buildings. It is capable of handling VHR data from different sensors with deviating viewing geometries which allows the utilization of all present and future available sources of VHR data at small spatial scale. The transferability of the approach is investigated with particular focus on the nature and effects of class distribution. For this purpose, a diagnostic framework is developed and consequently applied in two cities of different characteristics. Results showed that situations of imbalanced class distribution generally provide less reliable identification of changes compared to balanced situations. The assessment of the ghost city phenomenon is conducted as an exemplary application of urban geography in the city of Dongying, China. The conceptual framework replicates undercapacity with respect to the residential population as one of the key characteristics of a ghost city. A 4d functional city model is established based on VHR imagery for population capacity estimation of residential buildings and subsequently related to actual permanent residential population from census counts. A significant mismatch and thus, high likelihood for the emergence and presence of the ghost city phenomenon was found in Dongying.

Over the past decades, climate change and urbanization have altered the regional hydro-environments, causing a series of stormwater management problems including urban flood and non-point pollution. Low impact development (LID) has been identified as a sustainable strategy for stormwater management. However, given the complex impacts of climate change and urbanization on hydro-environments, the performance of LID strategy under future changes remains largely unexplored. Accordingly, this research characterized the LID performance under changes in climate and urbanization. To provide an additional reference to sustainable stormwater management, the following specific topics were addressed: (1) Through hydraulic and water quality modeling, the LID performances of flood mitigation and pollution removal were systematically evaluated at the city scale. (2) Through uncertainty analysis, the impact of model parameter uncertainty on the LID performance was taken into account. (3) Through sensitivity analysis, the impact of LID technical parameters (e.g., surface features, soil textures) on the LID performance was quantified. (4) Through scenario analysis, the LID performances under different hydrological patterns were compared. (5) Through spatial analysis, the distribution of LID performance on different land-cover types was determined. (6) Through adopting general circulation model (GCM) projections, the LID performance under future climate scenarios with different representative concentration pathways (RCPs) was investigated. (7) Through adopting integrated assessment model (IAM) projections, the LID performance under future urbanization scenarios with different shared socioeconomic pathways (SSPs) was explored. (8) By coupling climate and urbanization projections with land-cover distribution, the spatiotemporal trends of LID performance in the future were characterized.:Table of Contents List of Abbreviations VII List of Peer-Reviewed Publications on the Ph.D. Topic IX List of Co-authored Peer-Reviewed Publications on the Ph.D. Topic X 1 General Introduction 1 1.1 Background 1 1.2 Objectives 3 1.3 Innovation and Contribution to the Knowledge 3 1.4 Outline of the Dissertation 4 1.5 References 5 2 Literature Review 9 2.1 Hydraulic and Water Quality Modeling 9 2.1.1 Hydraulic Model 9 2.1.2 Water Quality Model 10 2.2 Low Impact Development (LID) 10 2.2.1 LID Practice 10 2.2.2 LID Performance 11 2.3 Performance Evaluation 13 2.3.1 Scenario Analysis 13 2.3.2 Spatial Analysis 13 2.3.3 Uncertainty Analysis 14 2.3.4 Sensitivity Analysis 14 2.4 Future Changes in Climate and Urbanization 15 2.4.1 Climate Change 15 2.4.2 Future Urbanization 16 2.5 References 17 3 Impact of Technical Factors on LID Performance 27 3.1 Introduction 28 3.2 Methods 30 3.2.1 Study Area 30 3.2.2 Model Description 31 3.2.2.1 Model Theory 31 3.2.2.2 Model Construction 31 3.2.2.3 Model Calibration and Validation 32 3.2.2.4 Model Uncertainty Analysis by GLUE Method 34 3.2.3 Hydrological Pattern Design 35 3.2.4 LID Strategy Design 35 3.2.4.1 Implementation of LID Practices 35 3.2.4.2 Sensitivity Analysis by Sobol’s Method 36 3.2.5 Correlation Analysis Using a Self-Organizing Map 37 3.2.6 Description of the RDS Load Components 37 3.3 Results 38 3.3.1 RDS Migration and Distribution in Baseline Strategy 38 3.3.1.1 RDS Migration under Hydrological Scenarios 38 3.3.1.2 RDS Distribution on Land-Cover Types 39 3.3.2 RDS Removal in LID Strategies 40 3.3.2.1 RDS Removal by LID Strategies 40 3.3.2.2 Spatial Distribution of the RDS Removal 42 3.3.2.3 LID Parameter Sensitivity Analysis Result 43 3.4 Discussion 45 3.4.1 Factors Influencing RDS Migration in the Baseline Strategy 45 3.4.2 RDS Removal Performance by LID Strategy 46 3.5 Conclusions 47 3.6 References 47 4 Impact of Hydro-Environmental Factors on LID Performance 53 4.1 Introduction 54 4.2 Methods 56 4.2.1 Study Area 56 4.2.2 Modeling Approach 56 4.2.2.1 Model Theory 56 4.2.2.2 Model Construction 56 4.2.2.3 Model Calibration and Validation 57 4.2.2.4 Model Uncertainty Analysis 57 4.2.3 LID Performance Analysis 58 4.2.3.1 LID Practice Implementation 58 4.2.3.2 LID Performance Evaluation 58 4.2.4 Hydrological Pattern Analysis 59 4.2.4.1 Scenario of ADP Length 59 4.2.4.2 Scenario of Rainfall Magnitude 59 4.2.4.3 Scenario of Long-Term pre-Simulation 60 4.2.5 Sensitivity Analysis of Hydrological Scenarios 60 4.3 Results 61 4.3.1 LID Performance under Different ADP Lengths 61 4.3.2 LID Performance under Different Rainfall Magnitudes 62 4.3.3 Spatial Distribution of LID Performance 63 4.3.4 Sensitivities of LID Performance to ADP Length and Rainfall Magnitude 66 4.4 Discussion 68 4.4.1 Impact of ADP Length and Rainfall Magnitude on LID Performance 68 4.4.2 Spatial Heterogeneity of LID Performance 68 4.4.3 Research Implications 69 4.5 Conclusions 70 4.6 References 71 5 Impact of Future Climate Patterns on LID Performance 77 5.1 Introduction 78 5.2 Methods 80 5.2.1 Study Area 80 5.2.2 Hydraulic and Water Quality Model 80 5.2.2.1 Model Development 80 5.2.2.2 Model Calibration and Validation 81 5.2.3 Climate Change Scenario Analysis 81 5.2.3.1 GCM Evaluation 81 5.2.3.2 Greenhouse Gas (GHG) Concentration Scenario 82 5.2.3.3 GCM Downscaling 83 5.2.4 LID Performance Analysis 83 5.2.4.1 Implementation of LID Practices 83 5.2.4.2 Evaluation of LID Performance 84 5.2.4.3 Sensitivity Analysis on LID Performance 86 5.3 Results 86 5.3.1 Hydrological Characteristics under Future Climate Scenarios 86 5.3.2 LID Performance under Future Climate Scenarios 87 5.3.2.1 LID Short-Term Performance 87 5.3.2.2 LID Long-Term Performance 90 5.3.3 Impact of ADP Length and Rainfall Magnitude on LID Performance 92 5.3.3.1 LID Performance Uncertainty 92 5.3.3.2 Spatial Distribution of LID Performance 93 5.3.3.3 Sensitivity of LID Performance to Climate Change 95 5.4 Discussion 97 5.4.1 LID Performance in Short-Term Extremes and Long-Term Events 97 5.4.2 Impact of Climate Change on LID Performance 97 5.4.3 Research Implications 99 5.5 Conclusions 100 5.6 References 100 6 Impact of Climate and Urbanization Changes on LID Perfor-mance 109 6.1 Introduction 110 6.2 Methods 112 6.2.1 Study Area 112 6.2.2 Modeling Approach 112 6.2.2.1 Model Development 112 6.2.2.2 Model Calibration and Validation 113 6.2.3 Future Scenario Derivation 113 6.2.3.1 Climate Change Scenario 113 6.2.3.2 Urbanization Scenario 115 6.2.4 Flood Exposure Assessment 115 6.2.5 Implementation and Evaluation of LID Strategy 117 6.2.5.1 Implementation Scheme of LID Strategy 117 6.2.5.2 Performance Evaluation of LID Strategy 117 6.3 Results 118 6.3.1 Flood Exposure in Baseline and Future Scenarios 118 6.3.1.1 Hydrological Change in Future Climate Scenarios 118 6.3.1.2 Catchment Change in Future Urbanization Scenarios 118 6.3.1.3 Population and GDP Exposures to Flood in Future 121 6.3.2 Flood Exposure with Consideration of LID Strategy 123 6.3.2.1 Runoff Mitigation Performance of LID Strategy 123 6.3.2.2 Peak Mitigation Performance of LID Strategy 124 6.3.2.3 Population and GDP Exposures to Flood under LID Strategy 125 6.4 Discussion 126 6.4.1 Climate Change and Urbanization Exacerbated Flood Exposure Risk 126 6.4.2 LID Strategy Mitigated Flood Exposure Risk 126 6.5 Conclusions 127 6.6 References 127 7 Discussion and General Conclusions 133 7.1 Stormwater Management Performance of LID Strategy 133 7.2 Impact of Influencing Factors on LID Performance 134 7.3 LID Performance under Future Changes 135 7.4 Research Implications 136 7.5 References 137 8 Outlook of Future Research 139 8.1 Optimization of LID Performance 139 8.2 Cross-regional Study on Future Changes 139 8.3 Macro-scale Flood Risk Management 140 8.4 References 141 9 Appendices 143 9.1 Appendix for Chapter 3 143 9.1.1 The Determination of the GLUE Criteria 143 9.1.2 Model Uncertainty Analysis 143 9.1.3 The LID Installation Location 144 9.1.4 Figures 145 9.1.5 Tables 147 9.2 Appendix for Chapter 4 153 9.2.1 Scenario of Long-term pre-Simulation 153 9.2.2 Figures 153 9.2.3 Tables 158 9.3 Appendix for Chapter 5 164 9.3.1 Tables 164 9.4 Appendix for Chapter 6 169 9.4.1 Figures 169 9.4.2 Tables 170 9.5 Data Source 177 9.6 References 178