为了解决伴随快速城市化的暴雨洪涝、水质恶化、城镇缺水等问题,我国提出了“海绵城市”的理念,并在多地开始推行。海绵措施使城市下垫面的结构恢复自然系统的复杂性,现有研究对海绵城市水文响应机理的分析还不多、不够细致,关于LID(Low Impact Development)措施的竖向组合有效性的探讨还较少。本研究以厦门市翔安区的海绵城市试点区为例,分析了典型海绵小区的降雨产流机理,基于SWMM模型提出了一种概化模拟LID设施竖向设计的方法,开展了海绵小区水文精细模拟。论文的主要内容和创新有:(1)以厦门市翔安区的海绵城市试点区某小区为例,分析了典型海绵小区的水文响应机理,提出海绵小区在多种LID措施的竖向组合下,降雨产流路径多达14种,而传统开发小区的降雨产流路径一般为三种;(2)基于SWMM模型,使用一种新的概化模拟方法实现LID措施的竖向串联,模拟海绵小区的全部降雨产流路径;(3)开展海绵小区水文模拟,分析了研究区海绵措施的削峰减洪效用对降雨特征变化的响应,结果表明海绵小区的作用在中小型、长历时降雨中更明显,在极端降雨、短历时暴雨中作用有限,并且流量峰值的控制率比径流量的控制率对雨型更敏感,降雨强度增大、历时延长、雨峰延迟都不利于出流峰值控制;(4)模拟评价了 LID措施的竖向设计在不同降雨条件下的效用,结果表明,有输水功能的LID措施(如植草沟、渗渠)搭配渗蓄功能的LID措施(如生物滞留池、雨水花园)是一种更优的组合,该组合不仅削峰减洪的效率相对较高,在降雨特征变化时也表现出了更强的稳定性,降雨强度越大、历时越长、雨峰越靠前,这种协同增效现象越显著。本研究成果完善了城市水文的基础理论,改进了现有城市产汇流模拟的方法,为海绵城市规划、设计和建设效果评估提供了理论和技术支撑。