受极端降雨与风暴潮频率增加、城市化进程加快影响,沿海城市内涝灾害呈现出复杂性、多样性、连锁性和放大性的特点。为科学有效应对内涝灾害,需要精确识别内涝成因并提出合理可行内涝整治方案。基于此,本文通过PCSWMM构建了海口市主城区一二维耦合内涝模拟模型,多维度、过程视角解析内涝时空分布特征及典型区域内涝成因。依据内涝成因,对积水区域实施多类型组合整治措施,研究单独治理情形下措施的规模效应与减灾效应。在此基础上,开展了存在水力水量联系的多区域协同治理研究。本文主要研究工作和成果如下:(1)构建了海口市主城区一二维耦合内涝模拟模型。模型实现了河道、管道,地上、地下水量交互的实时动态模拟,并考虑了降雨、潮位双重致灾因子。以威马逊台风期间实测资料进行率定,结果表明:决定系数R~2、纳什效率系数NSE及相对误差R_e值分别为0.80、0.796、0.9%,均满足精度要求,表明该模型具有较好的可靠性。(2)开展了区域内涝特征与成因解析。对设计重现期下龙昆沟排水子系统内涝时空分布特征及内涝程度与区域特征参数的关联性进行了分析,并从管网、河道排水及漫溢过程,地上地下水量交互过程,地表积水过程出发分析了上下游典型积水区域内涝成因。结果表明:区域内涝过程受降雨、潮位及其过程的双重影响,区域内主要有两大内涝严重区域,内涝程度受区域平均高程与坡度影响较大。上下游严重积水区域成因均包括河道、管道排水能力不足,地势低洼平坦,其中下游区域还包括上游来流量过大,潮位对河道顶托,河道对管道顶托与倒灌作用。(3)提出了城市内涝整体治理框架。依据区域内涝成因,选取多类型组合措施对上下游区域进行单独治理,并提出上游区域泵站最佳启闭时段计算方法,研究各项措施实施后的规模效应与减灾效应,依据成本比选得到上、下游区域单独治理情形下最优布置方案。考虑上下游积水区域存在密切的水力水量联系,设置30组上下游组合整治情景(5种上游治理方案与6种下游治理方案),以反映不同上游来流过程和下游不同排涝应对能力情形。分析上游来流固定和下游排涝能力固定情景下,排涝设施规模和成本随整治方案的变化规律,确定固定情景下最优布置方案,最终比选得到整体布置最优方案,该方案较单独最优组合情景节省成本1.53亿元。因此,本文提出的整体布置策略具有较强的经济效益,可为其他城市排水系统建设改造提供治理思路。