近年来我国因暴雨遭受了十分严重的内涝危害,而且一直以来水资源短缺是我国面临的难题之一。为解决这一系列的问题,国家提出了建设海绵城市的理念。本文就是基于这种理念,设计一种雨水过滤装置,从水力水质两方面对其进行优化改造,并以空港经济区作为研究对象,在区域内建立海绵城市示范区。首先通过实际调研以及资料查找,了解目标区域的气候条件、地理位置等基本情况。采集目标区域内的天然雨水、屋面雨水径流和路面雨水径流,对采集水样中的六个水质指标(pH、浊度、SS、COD_Cr、BOD₅、DO)进行检测,找出各类污染物浓度随降雨历时的变化规律,并对几种变化规律相似的污染物进行相关性分析。其次是雨水过滤装置的设计。设计内容分为水力和水质两部分:（1）根据雨水过滤的基本要求设计出过滤装置的大致结构组成,借助FLUENT软件模拟装置内部流态情况,找出装置内部结构缺陷并对其进行结构优化。（2）在确定装置结构之后于实验室做出实际模型,根据现场实测目标区域的主要径流污染物及其浓度配制相应的雨水径流,并通过改变滤速、进水浊度和过滤层厚度,从而确定最佳的过滤材料。最后分析目标区域的排水系统现状,存在的问题以及实际雨水利用情况,将所研究的雨水过滤装置应用在实际工程中去。以天津空港经济区城市管理运营维护中心为工程示范区,对其提出海绵城市建设规划方案,并完成示范区内雨水收集利用系统的方案设计。