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随着我国城市化进程的加快,大量的不透水地表取代了原生态的透水地表,这一举措导致地表雨水径流量增加,洪峰流量增大,径流峰值提前,径流系数增大;与此同时,人口的飞速增长也导致污染物大量累积,这些污染物经冲刷效应的作用后,经雨水管网排入水体,导致受纳水体的水质变差,形成较为严重的非点源污染。与此截然不同的是,作为城市生态系统的重要组成部分,城市绿化带不仅能够削减降雨径流,而且对降雨径流污染物也有很好的去除效果。本研究针对西安地区实际情况,经过实验研究与现场实况调查,决定采用下凹式绿地作为雨水及其径流污染物削减的综合控制利用措施。根据低影响开发技术基本原理,结合海绵城市建设技术指南与室外排水设计规范,在已有下凹式绿地装置的基础上进行了改装,新改装的试验装置由下凹式绿地和渗水渠结合组成。并利用此装置对校园内雨水径流的水质净化效果进行了研究。最后利用SWMM模型对研究区域进行模拟,对比分析采用下凹式绿地的情况与保持原状的情况下,对降雨径流和径流污染物的削减效果,希望能藉此为西安市雨水利用设施的规划和建设提供理论依据。本研究共取得以下研究成果:(1)通过学习海绵城市的理念,研究低影响开发雨水系统的模式,查阅组合LID设施对雨水径流污染物的削减情况,在已有绿色设施的基础上加以改进,将原有的单层下凹式绿地改为下凹式绿地和渗水渠的组合形式,内部设计一条5.5m宽1m深1m的渗渠,渠底部设计集水槽,上层采用不同规格的填料进行填充。并将表面下凹形式进行一定的弧度处理,使得下凹式绿地的中轴线下凹深度比边缘深50mm,有助于雨水向渗渠的蓄水汇集。(2)绿色设施对降雨径流污染物具有有一定的削减作用:设施入流污染物浓度均在起始监测阶段最高,监测末期,地表径流中NH3-N浓度能够达到V类水体标准,TP基本能够达到V类水标准要求,COD始终不满足《地表水环境质量标准》V类标准要求。监测末期,装置渗透出水的NH3-N浓度始终能够达到Ⅳ类水体标准,TP浓度能够达到Ⅲ类水标准,COD能够部分满足Ⅴ类水体标准要求。对于监测期内不同降雨场次,系统下渗出水 SS、COD、TP、NH3-N 的 EMC 分别为 32mg/L～79mg/L、66mg/L～127mg/L、0.14mg/L～0.4mg/L、32mg/L～79mg/L。去除率分别为 49%～61%、34.3%～47.6%、31%～63.3%、45%～65%。在降雨初期SS、COD、NH3-N、TP的出水与进水浓度存在着良好的线性关系和显著水平,说明降雨径流进入绿色设施后,在水力停留时间较短的条件下,绿地对径流污染的削减率符合一级动力学模型规律。对系统进水水质的监测结果表明:进水中的COD、TP、NH3-N、与SS具有显著的相关关系,各指标与SS的相关系大多在0.7～0.9之间。(3)利用SWMM模型对某市政道路进行模拟,结果表明,在不同设计重现期条件下,低影响开发设施能够有效降低地表径流总量、削减峰值流量、缩短径流持续时间、延迟径流峰值时间。当设计降雨重现期P分别等于0.5、1、2、3、5时,相比较于保持现有土地利用状况的情况,布置了低影响开发设施的土地利用情景对地表径流总量的削减率分别为9.1%、7%、5.3%、4.8%、4.5%;对地表径流峰值流量的削减率分别为22.2%、11.1%、14.3%、11.8%、12.2%。随着降雨重现期的增加,下凹式绿地对于地表径流总量和峰值流量的削减率呈现逐渐减小的趋势,对于小强度的降雨事件,下凹式绿地能发挥较好的效果。(4)模型模拟结果还反映出,在不同的设计降雨重现期,在现有土地上布置下凹式绿地后能有效削减进入管道的污染物总量。当设计降雨重现期P分别等于0.5、1、2、3、5时,布置了下凹式绿地的土地利用模式对COD总排放量的削减率分别为18.57%、21.38%、25.64%、31.65%、33.67%;对 SS 总排放量的削减率分别为 18.56%、21.06%、25.65%、28.16%、29.50%;对 NH3-N 总排放量的削减率分别为 27.22%、29.18%、32.81%、35.60%、36.56%;对 TP 总排放量的削减率分别为 10%、16.60%、20.83%、25.95%、27.73%。下凹式绿地对研究的4种污染物排放总量的削减率先增加后逐渐趋于稳定状态,说明在降雨强度过大的条件下,削减效果将不明显。