城市雨水排水系统是城市重要基础设施之一,雨水系统的完善程度决定着城市生产、生活的正常运转水平。根据城市雨水排水系统的构成,可将雨水排水系统分为两级,一是城市雨水管道系统,二是排洪河道。两级排水系统之间相互连接,交互影响。排洪河道的水位及流量变化情况,直接或间接影响城市雨水管网的运行状况。因此,为全面系统地分析城市雨水管网系统的运行状况,识别可能出现内涝的区域,进而有针对性的拟定有效的防涝措施,应将城市雨水管网与河网结合起来考虑,建立城市雨排系统耦合计算模型。本研究对此进行了一定的尝试,开展了如下主要工作：1.从城市雨水排水系统的角度出发,分析了城市雨水管网系统与排洪河道之间的联系特征,论述了两级排水系统耦合分析的理论依据；从雨水径流与排放过程入手,研究了内涝产生的机理,并分析了相关防涝措施。2.通过雨水径流过程的分析与研究,本文采用数学建模的手段建立了由输入模型、水动力模型及耦合模型三部分构成的城市雨排系统耦合计算模型,并研究了各模型现行理论与计算方法在耦合计算模型中应用的可行性及适用性。分析表明,降雨模型可选用芝加哥合成降雨过程线模拟降雨过程；产流模型可选用霍顿公式模拟入渗过程；汇流模型可选用等时流线法模拟汇流过程；其建模及计算工具可采用MIKE URBAN中的降雨径流模块。雨水管网水动力模型可选用动力波法模拟管网汇流过程,其建模及计算工具采用MIKE URBAN中的MOUSE引擎模块；河网水动力模型选用四点隐式差分理论模拟河网汇流过程,其建模及计算工具采用MIKE 11中的HD水动力模块。耦合模型依据管网模型理论,采用MIKE FLOOD作为模型耦合及计算工具,模拟雨水管网系统与河网系统的水动力交换过程。3.本文以成都市某区域为例,建立了该区域的城市雨排系统概化模型。根据室外排水设计规范中的相关规定,选用重现期为3年的非恒定降雨情景作为输入条件。为简化模型,提高运算效率,本文在模型计算时,依据雨水管网的管径大小,将雨水管网系统分为两级,进行分级模拟计算。通过对该区域内一级雨水管网与河网的水动力耦合计算,可得到一、二级雨水管网系统连接点的水位及流量随时间变化的情况,将其时间序列带入二级雨水管网系统模型并作为其边界条件,可精确计算出各节点的流量及水位变化情况；针对该研究条件下可能发生内涝的区域,采用设置凹式绿地、建造调蓄池等防涝措施用以削减排水系统的峰值流量,并对此进行了模拟分析,结果表明所采取的防涝措施是有效的。本论文所取得的研究成果为城市雨水排水系统及城市防涝系统分析提供了一种新的方法,具有一定的实际参考价值。