随着城市化进程的不断推进,流域下垫面和产汇流条件发生改变,自然水循环受到影响,城市面临着一系列雨洪问题,比如暴雨频发、内涝灾害和边坡失稳等,现有雨水管网系统规划设计不合理和雨洪管理政策的不完善是造成这些问题的两个重要原因。因此,设计经济、合理、高效的雨水管网和雨洪管理方案,对城市安全和可持续发展有重要意义。首先,分析研究区水文气象、地形地势、规划土地利用、排水体制等实际情况,建立SWMM模型,并且对模型参数进行合理性分析。对于城市雨水管网,本文以降低成本、提升水力性能为目标,以管道直径和管道坡度为变量,以地面无积水和规范要求的水力学条件为约束,建立多目标优化模型。选择NSGA-II作为求解算法,利用Python程序将SWMM源码嵌入寻优过程,并开发一种启发式解法,得到成本效益平衡关系。选取解集中六种典型方案与原规划方案对比分析,优化方案在满足排水能力的前提下费用分别下降了13.9%,13.2%,12.5%,11.1%,7.4%,3.8%。探讨了优化算法在大规模雨水管网设计问题中的可行性,说明了利用有压流排水的可行性与适用性。对于城市雨洪管理措施,本文基于低影响开发理念,建立了LID设施初选体系,最终选择下凹式绿地、透水铺装和绿色屋顶三种措施对研究区进行方案设计,在分析研究区各措施适建面积的基础上,以LID措施成本最小化、径流总量最小化为目标函数,以各子汇水区三种LID措施的建设面积为变量,建立多目标优化模型,同样选用NSGA-II算法求解模型,得到成本效益平衡关系。结果表明,利用LID措施控制雨水径流存在一个“成本-效益”高效区间。最后,构建方案评价体系,利用模糊优选法对“成本-效益”高效区间中的四个典型方案进行评价,年径流总量控制率分别为75%,75%,80%和82%,构建五种不同的权重组合,发现方案一(LID建设面积占总面积的27.3%)在成本方面有明显优势,方案四(LID建设面积占总面积的44.8%)在雨水径流控制方面有明显优势。