随着我国城市化进程的快速发展，大量不透水地表逐渐形成，加之城市点源污染控制和管理体系的逐步完善，城市降雨径流污染问题显得日益突出，已成为城市河流与湖泊等受纳水体水质恶化的重要原因。同时，降雨径流又是一种宝贵的水资源，对其加以适当的净化处理，不但可以减少城市地面水径流量，缓解城市排水系统的压力，还可以作为冲洗厕所、道路浇洒、绿化灌溉等回用水，在一定程度上缓解城市供水压力。因此，进行城市地面径流的净化处理具有重要意义。　　 本文结合国家重大水专项“城市面源控制与雨水净化与回用关键技术”的研究，于陕西省西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地露天试验场开展了相关试验，主要研究了两组多级串联潜流人工湿地对城市地面径流的净化效果，并分析了净化效果的沿程变化规律及进水流量与净化效果间的统计关系。　　 (1)通过对西安市居住区、商业区、工业区和交通区四大功能区降雨径流的监测与分析，商业区的地面径流水质最差，其次分别为交通区和工业区，而居住区的地面径流水质相对较好。同时，四大区的雨水径流水质均具有明显的初始径流冲刷效应，主要表现为降雨历时的前10～25分钟，而降雨中后期水质相对较好且稳定。　　 (2)A、B两组人工湿地系统均在水平潜流人工湿地的基础上通过增设通气管、安设导流板等措施进行改进，并针对降雨径流水质特性，选取砾石、沸石、高炉渣、粉煤灰等基质和芦苇、香蒲、美人蕉等湿地植物。通过16组正交试验发现：①A、B两组人工湿地出水感官性状良好，出水水质均达到《地表水环境质量标准(GB3838－2002)》Ⅴ类标准，符合城市回用水标准；②A、B两组人工湿地的最佳运行方案均为水力停留时间为48h、运行间隔天数为7d、水深为550mm的组合工况；③影响A、B两组人工湿地净化效果的最主要因素均为水力停留时间。　　 (3)分析A、B两组人工湿地沿程净化效果，距离进水井6m～12m间对CODcr净化效果的提高较明显，12m～18m间对NH3-N、DP、TP净化效果的提高较明显，而TN的净化效果沿程变化不大，相对较为平稳。　　 (4)分析发现：①在湿地净化过程中，基质起主要作用，可吸附30％～50％的污染物，而植物和微生物的协同作用可将净化效果提高10％～45％；②改变水流方式的B组人工湿地系统净化效果优于A组人工湿地系统，净化效果高出5％左右。　　 (5)通过统计分析，A组人工湿地系统中，CODcr、DP、TP的净化效果与进水流量呈现较为显著的指数相关关系，而NH3-N和TN未呈现出显著的相关关系；B组人工湿地系统中，CODcr、TN、DP、TP的净化效果与进水流量呈现较为显著的指数相关关系，而NH3-N未呈现出显著的相关关系。　　 (6)A、B两组多级串联潜流人工湿地系统对城市地面径流的净化能力较强，具有良好的环境、经济和社会效益，适用于城市非点源污染控制和雨水净化回用，且其还可根据应用区域实际状况(如场地等)自由选择折回式、直线式等不同布置方式，但其在运行管理上应积极配合当地的天气状况，当长期无降雨时需每隔3d～7d对人工湿地系统进行启动运行。