近年来随着极端暴雨发生频率增加,城市内涝灾害频繁发生,造成了巨大的社会经济和生命财产损失。随着降雨强度增加和降雨历时集中,加之城区下垫面条件变化造成城市天然蓄水区可容纳雨水不断减少,城市防洪减灾的压力随之增大,必须通过城市排水管网缓解排水压力,因此通过城市洪涝数值模拟,掌握雨水在地表的产汇流过程以及城市管网的排水过程,对提高城市内涝灾害预警与管理、城市排水管网的建设与优化、降低城市内涝造成的损失具有重要意义。本文结合以往的相关研究,在现有的二维地表水动力模型（GAST）的基础上,耦合了一维管网水动力模型,该模型可以详尽考虑降雨产汇流及城市管网的排水过程。二维地表水动力模型采用Godunov格式的有限体积法求解二维浅水方程计算地表雨水汇流过程,同时采用GPU加速技术在不降低模拟精度的条件下提高计算效率。一维管网水动力模型通过有限差分法求解扩散波方程组计算雨水在管网中的排水过程。一维和二维模型之间利用堰流公式和水量平衡原理计算地表与管网之间的水量交换。通过模拟降雨条件下的降雨径流过程,计算地表积水面积、积水深度、积水历时及管网中的各种水力要素,为防洪减灾提供技术工具。模型构建完成后,通过6个算例从不同角度验证了模型的可靠性及稳定性。在树状与环状管网算例中,通过将本文模型的模拟解和理论解进行了对比分析,结果表明两者之间吻合较好,证明了模型可以处理树状和环状管网的排水过程,包括明渠流、有压流以及明满流等水流流态。在莫帕斯小镇算例中,通过将本文构建的模型的模拟结果与实测数据进行对比,证明了模型能够处理复杂下垫面条件下的降雨径流过程,并且具有良好的精度。然后通过理想管网和实际管网两个算例验证了耦合模型,并与同样条件下的SWMM模型进行了对比分析,结果表明两种模型均与实测数据吻合良好,且本文构建的模型在模拟结果精度上有所提高。最后将模型应用于西咸新区暴雨洪涝模拟中,模拟结果与实测数据吻合,证明了本文构建的耦合模型可以模拟真实地形下的地表产汇流过程及管网排水过程,具有处理实际问题的能力,能够较好的应用于城市内涝数值模拟计算之中。