快速城镇化加剧了城市供水系统压力和城市内涝积水等问题。雨水既是珍贵的水资源，也是城市内涝的致灾因子。城市雨水收集利用系统作为海绵城市建设的重要措施之一，具有缓解城市水资源短缺和加强城市雨洪管理的功能。本文基于水量平衡原理，构建雨水收集利用系统水文过程模型，采用美国西雅图市1965-2013年的小时、日及月尺度降雨和用水数据，研究不同数据序列精度和长度对雨水收集利用系统模型模拟结果的影响，并确定代表性数据序列长度。同时，利用该模型评估我国不同气候区城市雨水收集利用系统在三种不同用水情景下（绿地灌溉、冲厕、绿地灌溉+冲厕）径流调控效益、供水效益以及经济可行性。研究的主要结论为:　　(1)降雨和用水数据序列的精度和长度都会对城市雨水收集利用系统径流调控和供水效益的模拟结果产生较大影响。数据精度对模拟结果的影响程度与蓄水池容积和用水情景等诸多因素有关。用水量越小，蓄水池容积越大时，基于不同数据精度模拟结果差异越小。采用日和小时数据精度模拟结果的相对差异小于5％，因此，采用日尺度的降雨和用水数据进行雨水收集利用系统模拟时也可以获得较为精确的模拟结果。延长数据序列长度可以降低城市雨水收集利用径流调控和供水效益模拟结果的波动范围。受降雨年均变化和用水情景的影响，西雅图市雨水收集利用系统模拟的代表性降雨序列长度为9-24年。　　(2)城市雨水收集利用系统供水效益随降雨量的增加而升高。在蓄水池容积为10m3时，西宁城市雨水收集利用系统在冲厕用水及绿地灌溉的用水情景下，其供水保证率分别为0.13和0.66，而上海的供水保证率分别可达到0.31和0.91。在现有水价和经济参数体系下，湿润、半湿润区城市雨水收集利用系统具有较好的经济可行性，且用水量越大，相同容积的雨水收集利用系统的经济效益费用比越高。因降雨量较少，干旱、半干旱区的雨水收集利用系统在三种用水情景下几乎都不具备经济可行性。　　(3)城市雨水收集利用系统径流调控效益受降雨量、用水量、蓄水池容积等因素影响而呈现复杂变化。雨水收集利用系统的径流调控效益随降雨量的增加呈减小趋势。在相同的用水情景和蓄水池容积条件下，干旱、半干旱区城市雨水收集利用系统的径流削减率高于湿润、半湿润区，且干旱区降雨年际波动较大，导致该区雨水收集利用系统径流削减率的稳定性较差。用水情景为绿地灌溉及蓄水池容积为10m3时，西宁城市雨水收集利用系统径流削减率为48％，而上海仅为14％。在三种不同用水情景下，喀什雨水收集利用系统径流削减率变化范围为13％-74％。降雨量和蓄水池容积不变时，用水量越大，其径流削减率越高。随蓄水池容积增大，城市雨水收集利用系统的径流削减率呈增加趋势，但增长率逐渐降低。蓄水池调蓄算法也会影响雨水收集利用系统径流调控效益的模拟结果，基于“溢流优先”算法得到的径流削减率较“用水优先”算法更为保守。