本研究以典型煤炭工业城市淮南为例，通过划分8类功能区和布设大气降水和径流雨水采样点，监测了2015～2016年42场次降雨过程，基于对大气降雨水样pH值、SO42-、NO3-、NH4+、Ca2+等阴阳离子以及径流水样中有机污染物、氨氮、总氮、总磷、悬浮固体污染物和重金属Pb等测试分析，研究了淮南市大气降水化学特性及时空分布，揭示了淮南市雨水环境与大气污染的耦合关系，分析了淮南市雨水径流特征污染物积累与冲刷特征，探讨了不同下垫面上雨水径流水质特征，提出了雨水资源化利用对策，初步构建了雨水资源化利用模式。本文研究成果可为淮南市雨水径流污染控制和资源化利用提供了理论依据和技术支持。
　　(1)通过对淮南市大气降水和大气污染物的采样分析，得出矿业城市淮南大气降水环境为轻度酸性，其酸型为硫酸型（燃煤型），大气降水中降雨量加权平均总阴阳离子浓度偏高，雨水属严重污染，且雨水化学组分中的主导离子为SO42-、Ca2+、NH4+和NO3-，同时揭示了淮南市大气降水化学特性与大气环境污染之间具有良好的正相关性。
　　(2)通过对淮南市下垫面上沉积污染物和径流雨水采样分析，发现下垫面类型、沉积污染物特性、降雨强度、晴天天数、径流历时是影响淮南市雨水径流水质特征的重要因素;下垫面上不同种类污染物积累量呈现一定的正相关性，SS与其他污染物之间的相关性最为显著，且屋面污染物积累随时间呈线性增长，路面、广场污染物沉积一定时间后便达饱和;不同下垫面上沉积污染物冲刷时均表现出较为明显的初期冲刷效应，降雨前期约40％的降雨量冲刷了约70％的沉积污染物;非渗透下垫面上径流雨水中SS浓度与其他污染物浓度具有良好的正相关性，低影响开发下垫面可有效削减初期雨水径流量和径流面源污染。
　　(3)基于淮南市大气降水和径流雨水的水质特征，设计了预曝气火山岩填料水平潜流人工湿地雨水资源化利用净化系统;基于海绵城市建设的理念，构建了淮南市降雨水量平衡模型，提出了矿业城市雨水资源化利用的技术路线，初步构建5种低影响开发雨水资源化利用模式。