目前,我国正处于城市化发展的快速时期,水资源短缺已成为许多城市面临的问题。但同时很多城市洪涝灾害发生的频率越来越高,严重威胁人民的生命财产安全。雨水是城市水循环系统中的重要环节,对雨水收集利用具有重要的现实意义,建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市已经在中央城镇化工作会议上明确提出。南京市城市建设近年来发展迅速,国家级江北新区总体规划中就提到新区要具备生态宜居职能,海绵城市建设将会是新区建设中重要的措施。本论文主要研究内容和结论如下:(1)分析了国内外城市雨水利用理论与技术研究进展的基础之上,系统研究了1951～2012年南京市降雨的年、月、日及暴雨特性:南京市年平均降雨量约1037mm,汛期主要为5月到9月,降雨次数多、雨量大,大雨和暴雨天数呈增长的趋势,要着重对汛期雨水加以控制利用。(2)选取南京信息工程大学为采样点,对收集到的道路和屋面雨水进行相关指标的监测,分析雨水水质随降雨历时的变化、不同水质指标之间的相关性以及影响雨水水质的因素。研究结果表明,随着降雨历时的增加,各类污染物的浓度均呈现下降的趋势;道路雨水水质较差,屋面雨水水质相对较好;各类污染物之间均呈现出一定的相关性;影响雨水水质的主要因素是前期干旱天数和降雨量。(3)研究了雨水污染物累积、冲刷函数的种类和特点,建立了屋面雨水污染物累积—冲刷模型,发现屋面污染物的累积、冲刷符合指数增长和指数冲刷函数,累积—冲刷函数能够描述屋面污染物浓度的初期和中期变化趋势,有一定的适用局限性;并选用SWMM模型模拟各汇水区雨水中各类污染物变化。(4)通过计算得出,多年平均雨量下南京信息工程大学东苑校区的雨水可利用潜力达15万立方米;基于海绵城市雨水利用措施,初步构建了东苑校区的雨水利用系统;雨水利用工程投资和节约费用分析计算出年可节约水费为134300元,具有较好的经济、环境和社会效益。