我国淡水资源具有南多北少,区域分布不平衡,季节性变化大的特点。其中西北地区水资源人均占有量不到20%,严重威胁了当地人们的正常生活。由于水源缺少,20世纪80年代西北地区农民修建、利用水窖在雨季收集雨水以供人畜在旱季饮用。21世纪雨水资源化在处理水资源短缺、水源污染中扮演着至关重要的角色。目前较多城市存在逢雨必涝、雨后必旱的城市通病,通过建设海绵城市能够很好地解决这一问题。然而,在西北地区建设海绵城市最关键的问题就是选择何种滤料,而该地区最丰富且廉价的材料就是黄土,它的优点是具有良好的蓄水性和净水效果,但缺点是渗滤性极差。如果能够改善其渗滤性,则用黄土作为滤料不仅廉价易得而且属于环境友好材料。本实验以西北地区特有的黄土作为主要过滤材料,旨在通过和其他滤料混合来改善黄土的渗滤性问题,提高黄土作为滤料在西北地区应用的可行性,降低低影响开发技术在西北地区的应用成本。实验前期,通过采集实验室附近的雨水及查阅西北地区降雨相关文献资料为实验室配制雨水提供参考。本实验共分五步:第一步,制备滤料:利用石英砂、磁铁矿和无烟煤分别与黄土按照5:5、6:4、7:3、8:2、9:1、1:0体积比物理搅拌制备混合黄土滤料（16组）;第二步,填充滤料:将16组滤料分别按照30cm和40cm的厚度填充至反应器;第三步,运行反应器:研究滤料的渗透系数及进出水COD、TN、NH4+-N、NO3--N、NO2--N、TP、电导率、p H等指标与滤料岩性和滤料配比的关系;第四步,优化滤料:以渗透系数、COD、TN、TP、电导率为目标运用Design-Expert软件优化滤料配制比,将经优化的滤料填充至反应器持续进水61d,观测分析其渗透系数及进出水COD、TN、NH4+-N、NO3--N、NO2--N、TP、电导率、p H等指标的变化规律;第五步,模拟水分运移:运用Hydrus-1D软件中水流运移模型,模拟分析雨水在新滤料层中的渗滤过程。实验结果如下:（1）混合黄土滤料配制比为V黄土:V石英砂=5:5、反应器填充厚度为30cm时,混合黄土滤料渗透系数最大值为2.38×10-5m/s且是混合黄土滤料最小渗透系数的216.4倍。（2）利用无烟煤和黄土混合制备的混合黄土滤料对COD、TP、TN的去除率分别为95.68%、99.79%、93.1%,且出水浊度小于1NTU。（3）基于Design-Expert 10.0软件优化的混合黄土滤料最优配比为V黄土:V石英砂:V无烟煤:V磁铁矿=50:34:4:12成功的改善了黄土的湿陷性,在61d的实验中混合黄土滤料的渗透系数从最大值1.47×10-6m/s变为最小值1.03×10-6m/s,仅降低29.9%。（4）优化混合黄土滤料出水COD值比预测出水COD值降低了23%,61d中30cm高的滤柱大约吸收了19600mg COD,由此可得混合黄土滤料对于COD的吸收量很大,这说明用混合黄土滤料去除COD是有效的。（5）基于61d实测资料,采用Hydrus-1D软件模拟滤柱中水分的运移情况,观测点A处含水率基本稳定在0.4473cm3/cm3,且水通量基本稳定在-4.12cm/d～-7.85cm/d之间,即滤柱以深层入渗为主。因本实验是表层持续定水头供水,所以模拟结果与实验相吻合,进一步证明Hydrus-1D软件模拟结果可靠且反应器运行稳定。