在全球复杂的气候变化和城市化加快发展的背景下,城市极端暴雨天气事件频发,已经严重威胁到人们的正常生活和安全。对不同情景下城市暴雨内涝过程的模拟研究,为有关部门采取有效的城市防涝排洪措施提供重要的科学依据。本文以西安市碑林区某区域为研究对象,利用ArcGGIS软件分析研究区域的地形数据,绘制排水管网概化图,基于SWMM模型建立地区城市内涝模拟模型,设计不同情景条件的城市内涝过程模拟,分析不同情景下城市内涝过程的流量变化过程和积水情况,为城市内涝应对机制的建立提供决策服务。本文主要研究成果如下:(1)建立了城市暴雨内涝模型。通过ArcGIS分析、实地调研和排水管网分布图等方法获取基础资料,基于SWMM模型建立内涝模拟模型。以一年一遇降雨模拟结果与实际区域路段的积水情况进行比较,发生内涝积水的路段与实际情况基本一致,验证模型具有良好的合理性。(2)基于情景分析的研究区城市内涝模拟。文中设计不同降雨重现期、不同降雨雨型和不同城市化水平三种情景,其中重现期的选取包括0.5a、1a、2a、5a以及10a等5种类型。从不同降雨重现期情景角度分析,径流系数随着降雨重现期增加呈现明显增大趋势,发生内涝的危险性增加;分析不同降雨重现期情景排水出口流量过程,重现期越长,洪峰流量越大且历时延长。选取雨峰系数r为0.3、0.4和0.5等3种不同情形的芝加哥雨型,结果表明雨峰系数越大会引起径流系数增大;相同的降雨重现期,三种不同雨型的管道超载情况基本一致;不同城市化水平情景下,城市化水平的增加速率和径流系数增加率相差不大。(3)不同降雨重现期情景下积水点模拟分析。模拟1a、2a、5a和10a四种重现期情景管网节点的溢流情况,五年一遇重现期甚至更高重现期情景的节点溢流流量更大;分析积水点流量和深度分布可知,主干路段内涝积水最严重;选择主要积水路段的典型积水点,分析发现,排水能力与管道的最大满流流量以及历时相关,可采取相应的措施改善管网。(4)基于综合集成平台的城市内涝模拟过程可视化。以知识图可视化、业务组件化和综合集成平台等为技术支撑,通过绘制研究区域排水管网知识图,实现管网中多个对象信息在线展示,并绘制相关流量变化曲线图,为用户提供决策服务。