随着城市化进程的发展，不透水地面占城市面积的比例越来越大，使得雨水自然下渗过程受阻，造成地表径流量增大、汇流速度加快，以及接纳水体水质恶化等一系列环境问题。传统的雨洪管理采取排、蓄结合的方式，重视终端控制，而轻视源头处理，采取雨污分流解决污染。与传统措施相比，雨水花园能把降雨径流在源头处进行处理，通过增加入渗，削减径流量和峰值流量，延滞雨水径流汇流峰值出现的时间，并净化径流水质。　　本文结合西安市的降雨特性和土壤条件，通过试验监测和理论分析，研究了分层填料(A)和黄土填料(B)两个雨水花园对屋面降雨径流的削减和水质净化作用。主要研究成果如下:　　(1)西安城区多年平均降雨量为554.1 mm，年内降雨分布不均，且主要以小雨和中雨的形式发生，大雨和暴雨发生的次数较少，其中暴雨主要发生在7月份。1951～2008年降雨量序列为独立短持续性序列，具有3.4年和8年的周期，在58年里不存在明显增加或减小的趋势。　　(2)分层填料(A)和黄土填料(B)两个雨水花园对雨水径流量削减率均值分别为44.3％和39.2％;峰值削减率均值为55.8％和50.5％;滞峰时间均值为25.8min和22.5min。两个雨水花园径流量削减率没有显著性差异，滞峰时间相等，峰值流量削减率A雨水花园要显著大于B雨水花园。实测不透水屋面径流系数均值为0.94，经A、B雨水花园削减后径流系数均值减少至0.54和0.59。　　(3)降雨量、雨强和前期土壤含水量是决定雨水花园径流量削减率、峰值削减率和滞峰时间的重要因素。径流量和峰值削减率随着降雨量和雨强的增大而呈线性减小，前期土壤含水量影响到雨水花园蓄渗能力，前期土壤含水量越低，削减率越大。　　(4)利用HYDRUS模型模拟的黄土填料雨水花园出流过程与实际观测出流过程能吻合很好，相对误差不超过9％，说明HYDRUS可用来模拟黄土填料雨水花园中水分运动过程。　　(5)前期降雨径流污染物浓度大、变化快，后期径流中浓度基本稳定;屋面降雨径流多属于《地表水环境质量标准》的Ⅴ类和劣Ⅴ类水，经过处理后，雨水花园出流多属于Ⅱ～Ⅳ类水。A、B雨水花园对各污染物负荷去除率均值:TP为42.7％、43.4％;TN为69.3％、66.7％; NH4-N为72.6％、75.3％; NO3-N为8.7％、8.1％;事件平均浓度去除率:TP为19.4％、23.0％; TN为47.1％、42.1％; NH4-N为64.0％、72.7％; NO3-N为-21.3％、-28.4％;TSS为51.3％、58.0％。雨水花园对TP、TN、NH4-N和TSS有着较好的去除作用，而NO3-N的去除效果不大明显。