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本研究通过对华南地区深圳市城市道路雨水径流进行采样分析，在实验室条件下探讨雨水花园（低影响开发技术，LID）对道路面源污染水质、水量控制效率，设计了雨水花园控制城市道路面源污染工程，并对该工程进行评价。城市道路雨水径流采样分析表明，SS浓度范围为44.6-915.0mg/L，COD浓度范围为25.4-333.0mg/L，TP浓度范围为0.1-0.6mg/L，TN浓度范围为1.0-9.9mg/L和NH4+-N浓度范围为0.1-5.3mg/L，水质劣于《地表水环境质量标准》IV类(GB3838-2002)。城市道路雨水径流存在中等强度初期冲刷效应，针对面源污染控制措施中初雨截流设施设计时，处理量确定为初期降雨量的3-5mm。雨水径流中污染物种类对降雨特征的响应机制不同，氮类污染物在小雨强所产生的降雨径流中比大雨强浓度更高而SS则相反，COD和TP随降雨强度变化相对较小。实验室模拟雨水花园控制城市道路面源污染研究表明，在小雨强（<10mm/h）条件下，雨水花园对SS和TP有稳定的去除效果，去除率分别在90%和80%以上，COD、TN和NH4+-N去除率分别为39.5%、78.2%和62.0%；在大雨强（≥10mm/h）条件（未形成溢流）下，COD、TP、TN、NH4+-N和NO3--N去除率分别为29.7%、49.7%、39.5%、41.5%和29.1%。在更大雨强形成溢流条件下，24h后雨水花园对蓄积的雨水COD、TP、TN、NH4+-N和NO3--N去除率分别为76.1%、80.0%、71.6%、81.4%和81.3%。雨水花园对污染物去除效果关键影响因素为污染物种类和填料类型。针对小雨强降雨，雨水花园对水量调蓄作用明显，建议道路绿化率在10%以上。本研究设计了雨水花园控制城市道路面源污染工程，并对工程运行效果进行评价。采样分析表明汇水区域为542.5m2，道路绿化率为20%路段，雨水花园对排入受纳水体道路径流污染物SS、COD、TP、TN和NH4+-N负荷平均削减率分别为75.0%、83.6%、72.0%、71.8%和78.4%，所设计雨水花园对污染物SS、COD、TP、TN和NH4+-N平均处理量分别为3059.0mg/m2、2930.7mg/m2、3.3mg/m2、41.0mg/m2和34.9mg/m2；该路段汇水区域的年均径流控制率达到95%，满足设计要求。同时延迟管道中洪峰出现时间以及减小峰值流量，洪峰削减率为30.4%，从而使得雨水管网排水能力从2年一遇提升至4年一遇。因此，雨水花园工程能有效减轻城市道路面源污染，改善水体水质。