城市在全国政治、经济、文化等社会活动中处于重要地位,城市的健康稳定与可持续发展是一个国家保持繁荣昌盛的重要条件。中国正处于城镇化快速推进期,城镇化的建设必然推动城市规模的扩张,但近年来,城市暴雨等级与频率出现增加的趋势,相应的城市暴雨产生的内涝频率与造成的损害逐年上升趋势明显,由于内涝灾害对城市影响范围之广以及其发生频率的增加,使得内涝灾害成为阻碍城市快速健康发展的重要原因之一。因此,开展城市暴雨内涝形成的过程及形成机理研究,进一步分析出城市发生暴雨内涝的成因,对城市内涝风险评估,并在此基础上结合气象信息建立城市暴雨内涝风险预警系统,为我国城市内涝的治理、水生态文明与海绵城市建设,以及城市内涝预警机制的建立提供科学的理论依据。通过ArcGIS对SWMM模型快速建模的方法,构建了郑州市南水北调以北金水河排水系统覆盖区域作为研究区域内涝模拟模型,并利用20170522、20180515实测降水量数据对模型进行参数率定和验证,得到具有良好的精度和可靠性城市内涝模拟模型。论文采用郑州市暴雨强度公式结合芝加哥雨型设计的5种不同频率下短历时1h与长历时6h暴雨,通过对这10种典型的设计暴雨模拟,结果显示:重现期5、10、30、50、100年1h设计暴雨产生的内涝风险区面积分别占研究区面积的比例为0.9%、1.24%、2.96%、4.61%、6.42%;6h设计暴雨产生的内涝风险区面积分别占研究区面积的比例为3.32%、4.83%、9.90%、13.68%、24.33%。重现期5、10、30、50、100年1h设计暴雨下雨水系统排水管道满载率分别为64%、82%、85%、86%、87%;6h设计暴雨下雨水系统排水管道满载率分别为69%、83%、86%、88%、90%;1h设计暴雨下积水深度在0.05m上的积水面积占研究区总面积的比例分别为36.19%、55.49%、71.49%、76.45%、82.00%;6h设计暴雨下积水深度在0.05m上的积水面积占研究区总面积的比例分别为46.65%、61.23%、74.17%、79.49%、83.54%。由此可以看出相同历时情况下设计暴雨重现期等级越高,所造成的内涝风险区范围与风险等级越大;相同重现期下降雨历时越长造成的内涝风险范围与风险等级越大。研究结果表明:在重现期100年一遇6h设计暴雨下内涝范围最广,内涝灾害影响程度也最深。内涝风险区域所占面积为1083.36 hm~2,其中低风险区、中风险区、高风险区总面积分别为986.98 hm~2、72.27 hm~2、24.12hm~2,分别占研究区总面积的22.06%、1.62%、0.54%,分别占内涝风险区总面积的91.10%、6.67%、2.23%。针对城市内涝频发的问题,提出了通过提高城市排水设计标准、减小地面不透水比例和增加调蓄设施等工程措施,以及加强排水设施管理、完善城市防涝应急预案体系和推进城市内涝风险预警系统建设等非工程措施,可有效防范研究区的内涝灾害的发生。针对研究区内涝风险状况,提出了一种较为简单的城市暴雨内涝风险的预警方法,在对研究区十种典型设计暴雨情形下暴雨内涝风险评估的基础上,对研究区内涝风险区进行预警研究,可有效提升城市内涝风险防治能力。