城市化的发展使得城市暴雨过程变得十分复杂、危害程度日益加大,旧有的排水系统已经不能满足城市防洪工程的需要。暴雨造成的城市内部积水问题,严重影响了人们正常的生产生活,给国家和人民的生命财产造成了巨大的损失。本研究综合运用GIS技术及PCSWMM模型,系统地分析了嘉定区富蕴路路段暴雨积涝发生机理,并通过数值运算和水文分析相结合的方法构建了研究区暴雨积涝模型,进行了不同雨情下的暴雨积涝动态模拟和空间分析。本文主要研究结论如下：(1)城市暴雨特征分析在总结暴雨径流模型的研究现状和应用发展的前提下,参照《排水设计》及城市设计暴雨的雨强公式,根据研究区的区位、地理环境,选择Huff过程线,设定雨情为2a、5a、10a和100a四种不同重现期。(2)GIS精细化产汇流模型建立继承了传统水文分析确立汇水区的方法,构建了适合建模区雨洪过程的精细化产汇排模型。结合实测数据对模型参数进行率定和验证,并通过模型灵敏度分析来描述模型对率定参数的响应程度,从上述两个方面提高模型模拟的精度。(3)基于情景的暴雨径流过程模拟综合运用GIS技术与PCSWMM模型,以期对不同重现期下研究区积涝情况进行估计。暴雨径流模拟分析从宏观和微观两个部分进行：宏观方面,按照不同重现期下的降雨强度,阐明各汇水区地表洪峰流量及总流量、检查井峰值溢流量及总溢流量、管道满流时长和出水口流量4个方面；微观方面,选择示例管道OF2-J25-OF5,阐明3小时内地表径流、检查井深度、管道流量和管径随时间的变化过程。模拟结果表明：随着重现期的增长,管道洪峰流量及总流量增大、溢流时间提前、溢流持续时间增长,随之带来积涝灾害程度加深。(4)城市地表积水空间分布及区划借助水量平衡原理,结合检查井溢流水量,提出了汇水区阈值内积水深度算法,运用MATLAB编程实现各汇水区内积水高程值计算。依据城市暴雨积涝等级划分规则,从网格单元积水深度和两类指标下的淹没面积比来对淹没区域进行积涝风险区划。结果表现为以下两个方面：从空间分布特征来看,中南部区域的风险程度要高于北部地区；从时间分布特征来看,随着暴雨重现期的增大,大于25cm淹没深度的范围在增大。利用上述方法建立了嘉定区内一个独立雨水管网系统的城市暴雨径流模型,并结合城市自然地理要素分析积涝原因和解决对策。通过案例证明该技术方法具有可行性和实用性,对城市防洪排涝具有一定的指导意义。