随着我国城市化进程的加快,城市水安全也成为了困扰城市健康发展的主要因素之一。不健康的城市化方式引起城区不透水地表不断增加,显著改变了雨水径流特性,导致城市内涝日益频发,面源污染加重。因此,转变城市雨洪管理理念、有效控制径流污染已成为了亟待解决的问题。透水铺装是“海绵城市”理念下的源头分散控制具体措施之一,不仅能降低雨水径流的流动速度,延迟峰现时间,削减洪峰流量,而且在源头上对雨水径流污染物进行拦截,对城市面源污染负荷起到一定的削减作用。本研究通过对西安市已有透水路面渗透特性调研,针对西安市及湿陷性黄土地区特殊土质条件,对既有人行道结构进行改造及优化,设计并建造了四种不同结构的透水路面,分别为陶瓷透水砖路面:陶瓷透水砖面层/透水混凝土和陶粒基层;混凝土透水砖路面:混凝土透水砖面层/透水混凝土基层;级配碎石整体铺装:透水混凝土面层/级配碎石基层;透水混凝土整体铺装:透水混凝土面层/透水混凝土基层,垫层均为灰土层。通过设置一个不透水普通混凝土路面作为对照,比较分析了透水路面渗透性能、对雨水径流水文控制效果和污染物削减作用。主要结论如下:(1)对西安市透水路面的表面渗透性能进行实地调研结果表明:8个测试点中陶瓷透水砖渗透速率明显大于混凝土透水砖。同一个区域不同测试点的表面渗透速率也存在差异,均表现为人行道处透水砖最好,垃圾箱处透水砖最差。不同路况特征、人类活动频率及清扫频率是影响透水砖渗透速率的重要因素。透水砖从面层削去1.5 cm、3 cm时,渗透系数增加率均小于50%。(2)四种不同结构的透水路面表面渗透速率大小依次为:透水混凝土整体铺装>级配碎石整体铺装>陶瓷透水砖路面>混凝土透水砖路面。应对重现期为2年一小时降雨量时,四种不同结构透水路面表面无径流产生,满足《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》设计要求。陶瓷透水砖路面对雨水径流产流时间、峰现时间延迟效果及径流量削减率好于混凝土透水砖路面。在6种不同重现期及不同降雨历时条件下,透水混凝土整体铺装和级配碎石整体铺装均不产生表面径流,底部径流出水量(Y)与降雨量(X)拟合关系为Y=0.66X-2.64(R~2=0.9422)。依据降雨量,可预测2种透水路面及同种类型透水铺装出水量,由此选择合适管径传输下渗雨水。陶瓷透水砖路面对雨水水文控制效果好于混凝土透水砖路面,推荐路面荷载较大,土基渗透速率较小,所处地域降雨量较小的人行道采用混凝土透水砖路面;路面荷载较小,年径流控制率α较大,所处地域降雨量较大的新建城区采用陶瓷透水砖路面。透水混凝土整体铺装和级配碎石整体铺装渗透性能很好,能承受荷载较大,但透水面层造价较高,因此,推荐在城市较重要通行区域应用。(3)四种不同结构透水路面对SS、COD、TP、TN均有一定的去除率,对SS去除效果较好,对COD、TP、TN去除效果均不理想,对TN去除效果最差。四种结构的透水路面对SS、COD、TP、TN去除机理主要以物理截留和吸附为主。四种不同结构透水路面结构层中混凝土层对COD去除效果最好,透水混凝土层对TP去除效果最好,透水混凝土层及陶粒层对TN去除效果最好。