随着全球城市化进程的不断加速,不同于自然地表条件的各类型不透水下垫面大量生成,这不仅改变了自然景观的原有面貌,而且对于区域环境特征产生了重大影响,一系列的环境问题随之而至,其中,城市降雨径流污染在各地凸显。当雨季特别是暴雨季节来临时,雨水淋溶、冲刷各种下垫面迅速形成径流,这其中含有相当数量的营养盐类、有机污染物质和重金属类污染物质,径流携带这些污染物质进入城市管网或者城市受纳水体,一方面提高了城市管网的负荷压力,另一方面有可能使受纳水体瞬时浓度陡增,易爆发突发性水环境问题；此外,新世纪全球水资源危机愈演愈烈,水资源短缺已经成为人类社会实现可持续发展的一大桎梏,对于雨水资源的利用具有重要现实意义。　　 本文以北京师范大学校园为研究区域,选取沥青路面、沥青屋面、绿草屋面为典型研究点,通过对降雨径流水质进行监测以及对实验数据进行统计分析,探讨沥青路面、沥青屋面及绿草屋面的雨水径流污染物历时输出特征,估算三类下垫面各场次降雨径流的污染物排放浓度(EMC),阐释径流初始冲刷效应,分析径流水质的主要影响因素,以及尝试设计了一套雨水回用装置。　　 主要研究内容及结论如下:　　 (1)径流污染物历时输出特征方面。径流污染物历时输出特征曲线显示,超过80％的污染浓度负荷为占总径流时间40％的初期径流所运移,初期径流污染物浓度过高,远远高于国家《地表水环境质量标准》中的Ⅴ类水标准,当径流形成时间超过100min后,污染物浓度逐渐下降为初始浓度的10％-15％左右。不同下垫面条件下的降雨径流水质差异较大,除TP外,本论文所监测的水质指标浓度分布状况为:沥青路面>沥青屋面>绿草屋面。　　 (2)径流初始冲刷效应方面。从不同场次降雨过程的角度来看,沥青路面与沥青屋面径流的初始冲刷效应较为强烈,管控初期径流在一定程度上可以实现对污染物排放浓度的有效控制,减缓城市管网的瞬间处理负荷压力,降低城市受纳水体发生突发性水污染事故的概率。从不同类别污染物的角度来看,研究区域三类下垫面降雨径流对于SS的初始冲刷效应最为强烈,在25％的累积径流时间内,SS的浓度累积输出负荷可以达到80以上,沥青路面条件下,这一比例甚至可以达到90％；NH3-N随累积径流时间的浓度输出比例曲线斜率较其他污染物相对要小,冲刷强度相对较弱。　　 (3)EMC值估算与绿草屋面截污效应方面。除TP外,本研究所监测的水质指标的平均EMC值的大小顺序为沥青路面>沥青屋面>路草屋面；TP的平均EMC值大小顺序为沥青路面>路草屋面>沥青屋面。同比沥青屋面,绿草屋面对径流污染物有明显的削减作用。根据EMC值的计算结果可知,绿草屋面相对沥青屋面对重金属元素铅(Pb),锌(Zn)及铜(Cu)的平均削减率较高,达到69％,56％与60％；对化学需氧量(COD)及悬浮颗粒物(SS)的平均削减率次之,达到31％与45％；对氨氮(NH3-N)及硝氮(NO3-N)的平均削减率为30％和29％,由此可见屋面绿化在控制城市降雨径流污染方面的效益极为显著。　　 (4)径流污染物排放浓度与最大雨强,平均雨强及降雨量等因素表现出负相关关系,与各场降雨的总历时时间以及各场降雨前干期的长短表现出正相关关系,由此,合理开展下垫面养护工作、及时清理下垫面累积污染物可以有效降低城市降雨径流中污染物的浓度。三类下垫面条件下的径流水质指标间存在正相关关系,COD、NH3-N、NO3-N、TP、SS等径流水质指标间的R2系数均在0.9以上,说明污染物质的主要污染源类似,通过控制下垫面的主要污染源可以实现对上述污染物的协同控制。　　 (5)雨水径流回用装置对于不同浓度状态下的COD、NH3-N、NO3-N、TP、以及重金属元素Pb、Zn、Cu的整体去除效果较好,出水水质指标TP、SS、Pb、Zn、Cu浓度基本全部低于检出限；出水COD浓度基本符合国家《地表水环境质量标准》的Ⅲ类水标准:某些场次暴雨径流装置出水NH3-N、NO3-N浓度指标达不到国家《地表水环境质量标准》,但是去除率基本高于60％。