随着我国城镇化进程的推进,沥青、混凝土等不透水物质在城市下垫面中所占比例持续上升,影响了城市流域水文状况,显著提高了城市内涝灾害发生的频率。随着遥感技术和计算机性能的发展,利用GIS结合城市雨洪模型进行城市排水管网模拟评价,并根据评价结果对海绵城市建设进行规划设计已成为解决城市内涝的有效手段。本研究选择我国西南地区某市主城区作为研究区域,通过建立研究区域排水管网水动力水质模型,选择不同降雨重现期的降雨情境进行模拟,全面评估了研究区域排水管网的超载风险和排放口污染风险。根据评价结果,筛选研究区域最优海绵设施技术工艺,确定各海绵设施技术工艺的最佳建设面积,对研究区域海绵城市规划方案进行优化。针对城市雨洪模型建立阶段基础数据错误较多、部分管段拓扑关系缺失的问题,本研究提出了基于DFS算法的城市排水管网数据修正及拓扑关系延接方法,可对排水管网数据库中异常错误数据进行合理修正、对拓扑关系缺失的管段进行合理延接,最终形成合理、完整、通畅的城市排水管网系统,为模型的建立提供准确可靠的基础数据支撑。针对城市雨洪模型模拟产生的海量数据利用效率较低、评价结果不能全面反映区域实际状况的问题,本研究提出了基于AHP的排水管网超载风险分析方法和基于改进模糊综合评价法的排放口污染风险分析方法,可充分利用SWMM模型模拟产生的海量数据,对研究区域排水管网的超载风险和排放口污染物的排放风险进行分析与评价。针对海绵城市规划建设控制目标单一、设施选择主观性过强的问题,本研究提出了基于熵权-TOPSIS的海绵设施技术工艺筛选方法和基于NSGA-Ⅱ算法的海绵城市优化规划方案筛选方法,能够根据研究区域实际情况,筛选出最适合的海绵设施技术工艺,并对研究区域海绵城市规划方案进行优化,确定各海绵设施技术工艺的最优建设面积。本课题的研究,对于快速准确建立城市雨洪模型,全面实际评估城市排水管网超载风险和排放口污染风险,科学高效规划海绵城市建设,降低整体建设成本,减小城市内涝灾害发生频率具有重要意义。