生物滞留设施作为一种典型绿色基础设施,其在减少城市径流,缓解城市面源污染等方面具有重要贡献。本研究从“生态”及“功能”两方面评价分析了径流对生物滞留设施运行效果的影响。不仅探究了生物滞留设施对水质水量的调控效果,还着重分析了道路径流对植物生理的影响、重金属在基质中累积的生态风险。同时,围绕生物滞留设施的功能效果,以生物滞留设施的渗透性能为切入点,以堵塞为把控临界点,分析影响渗透性能的因素,评估了生物滞留设施运行效果,预估了堵塞临界寿命,为运维节点提供了理论依据,为实现海绵城市水生态和水环境目标提供技术保障。本研究主要得到以下结论:(1)生物滞留设施的基质种类对污染物削减效果的影响方面,田园土+砂(SS)、田园土+砂+腐殖质(SSH)、田园土+砂+蛭石+珍珠岩(SSVP)基质的水量滞留率在73.0~79.9%之间,其中SSH最好,其次为SSVP,最后为SS。针对COD及N素,添加腐殖质、珍珠岩蛭石的基质其浓度削减率要稍低于SS组,但有效提高了重金属的浓度及质量削减效果,其中添加腐殖质的基质最佳,其次为添加珍珠岩蛭石基质,各装置对重金属的去除效果均是Zn>Cd>Cu>Pb。针对北京地区中、小降雨频率高和占比大的特征,添加腐殖土、珍珠岩蛭石的基质可较为明显提高COD、N素及重金属的累积负荷去除率。(2)径流对植物生理指标的影响表现出较为明显的种间差异性。草本植物可能更易受到径流水质的影响。其中重金属更易在麦冬及牛筋草中积累,基质中添加腐殖质更易导致植物重金属的积累。雨水径流仅对SS基质中金叶女贞的膜透性指标造成较为明显的影响。实验期间,径流相比于自来水并未对各种植物造成表观可辨的差异。(3)通过统计北京30年降雨数据及径流水质特点,设计符合当地特征的进水量、进水间隔及模拟进水浓度,经一个雨季的实验周期,各种基质中重金属累积所造成的污染程度处于无污染或轻微污染等级,其中轻微污染主要针对Cu离子。(4)对生物滞留设施渗透性能影响因素的研究表明:鸢尾及马蔺的种植具有改善(维持)生物滞留设施渗透性能的作用,其中鸢尾根系因其主根粗且长,而横向根系较少,具有更强的渗透性能维持能力;设置淹没区降低了生物滞留设施初始渗透性能,也加剧了堵塞的风险;添加发酵锯末或珍珠岩及蛭石,提升了初始渗透性能,但抗堵塞能力有所下降,易受到进水颗粒物的影响,而从设施运行寿命来看,高初始渗透系数又是十分必要的;较小的基质层厚度有助于提升系统初始渗透系数,但也具有较差的抗堵塞性能;基质在表层具有更易堵塞的性质;相比于进水颗粒物,水力负荷对系统渗透性能的影响并不明显。经回归分析表明,影响装置渗透系数下降程度的因素强弱顺序分别为:进水负荷浓度>植物种类>有无淹没区>装置初始渗透系数。在以50 mm/h作为渗透性能的临界值时,各装置的运行寿命在0.50-17.11年不等。(5)渗透性能对生物滞留设施削减污染物负荷的研究表明:堵塞会使各装置对SS及COD具有更高的浓度削减率,同时也提升了部分装置对TN浓度削减率,但堵塞现象也造成了部分装置溢流量增多,水量滞留率下降,导致装置对污染物负荷削减率受制于水量滞留率及浓度削减率的相对大小,造成装置在堵塞前后对污染物负荷削减效果并无统一现象。