城市化的快速发展改变了城市下垫面的利用类型和空间格局,区域水文循环过程也随之改变,降雨导致城市内涝及面源污染问题日益严重。大量研究表明,影响城市降雨径流及污染物输移的主要因素是降雨特征和下垫面的利用类型。论文结合《城市雨水资源利用新模式研发和效益评价与示范》项目,针对项目降雨径流模型研发相关内容,选取缺水型典型城市,进行径流小区试验,为模型参数的率定提供依据。利用人工模拟降雨装置,针对八种不同透水能力的下垫面（草坪、不同杂草覆盖率（75%、50%、0%）的天然黄土、不透水砖、夯实黄土、水泥土和混凝土）、六种不同雨强（小雨（0.41 mm/min和0.71 mm/min）、中雨（0.92 mm/min和1.20 mm/min）、大雨（1.54 mm/min和1.89 mm/min））进行径流小区（2 m×5 m,坡度10°）模拟降雨试验。通过对降雨径流过程中土壤含水率、土壤容重、下渗率、产流时间、产流率、径流强度和径流系数等产汇流特征参数的测试分析,建立了特定工况下的降雨-径流模型公式,通过模型公式可以掌握不同下垫面降雨径流过程的规律性与差异性。通过对降雨径流过程中CODcr、TN、TP、NH3-N、浊度、SS、Fe、Mn、含沙量等污染物指标的采样测试,分析了径流污染物各指标的时间分布特征,计算了不同下垫面降雨径流污染物削减率、次降雨径流污染平均浓度（EMC）。基于试验结果,分析了径流污染物之间的关系,探究了不同下垫面降雨径流过程污染物输移规律。基于径流冲刷模型对次降雨过程径流污染物总负荷和初期径流污染物负荷率进行了计算,提出初期降雨径流污染物控制措施,结合试验内容探讨了雨水资源利用模式的特点。主要得出以下结论:（1）四种透水性下垫面（草坪、杂草覆盖率75%的黄土、杂草覆盖率50%的黄土、杂草覆盖率0%的黄土）在降雨过程中的土壤含水率、土壤容重和下渗率的变化受雨强影响最大。土壤含水率和下渗率的变化呈线性相关。（2）八种下垫面降雨过程中径流强度与径流系数的变化过程基本一致,径流强度和径流系数与雨强呈正相关,与下垫面透水能力呈负相关。（3）八种下垫面的降雨径流污染物输移过程均有一定的规律性。径流污染物浓度的峰值集中在径流前期,随着降雨过程的持续,径流后期污染物浓度降到一定范围并保持稳定。径流污染物输移过程中SS与其他污染物的相关性很高,说明大部分污染物吸附于悬浮物表面或裹挟于悬浮物内部。对于透水性下垫面,降雨过程中径流污染物的浓度与下垫面植被覆盖率呈负相关,与雨强呈正相关。（4）基于不同下垫面降雨径流产汇流和径流污染物输移试验结果,利用径流污染物冲刷模型计算出六种雨强下不同下垫面的径流污染物总负荷和初期降雨径流污染物负荷率。结果表明,径流污染物总负荷随雨强呈指数形式增长,初期降雨径流污染物负荷率达63%以上。