城市化使区域景观格局发生巨大变化，引发了一系列的生态环境问题，尤其以城市化的水文效应和地表径流污染的加剧最为突出。研究城市化过程中水文过程的改变以及城市化对地表水环境的影响，可为城市规划建设、环境管理提供科学依据，具有重要的理论和现实意义。　　 本文以北京中心城区(五环以内)为研究对象，基于室外取样和市内化验分析，在生态学理论和方法的指导下，研究了城市的水文过程和屋顶、道路和草地三种不同景观类型的径流污染、污染负荷、暴雨径流及污染的形成过程。得出以下主要结论：　　 (1)三种景观类型中，屋顶的流量过程线趋近于自然降雨过程，路面径流形成时间滞后于天然降雨和屋顶径流，草地除特大暴雨外一般不产生径流。径流系数大小顺序为：屋顶(0.9)>道路(0.6)>草地(0-0.15)，径流损失依次增大；经计算，北京城区五环以内年总雨水径流量为2.81×108m3。　　 (2)暴雨径流主要污染物是SS和COD；同地表水环境质量V类标准对比，COD，BODs，TN，TP的超标率分别为87.5-100％，42.4-71.4％，97.1-100％和12.2-85.71％。对污染物的形态特征进行分析，得出暴雨径流中有机耗氧物质及磷以颗粒态为主，氮则主要以溶解态存在。　　 (3)屋顶主要污染物的EMC大小顺序为COD>TSS> BOD5>TN>TP，道路及雨水总出口径流，主要污染物的EMC大小顺序为TSS>COD>BOD5>TN>TP。　　 (4)屋顶、道路和草地径流中的污染物在降雨过程中的变化趋势有较大的差异。屋顶径流污染物的起始浓度较高，随降雨历时的延长，污染物浓度逐渐降低，而且各场降雨初期污染物浓度的大小以及污染物浓度降低的速率同雨前晴天数正相关；道路径流污染物的浓度随降雨量和降雨强度的大小有显著的不同，雨量越大、强度越大径流携带污染物的能力越强；草地径流和小区雨水总排水径流污染物在降雨过程中变化不明显。　　 (5)大气降水和城市地表沉积物是城市地表径流中污染物的两个来源，大气降水TN对屋顶和道路径流的贡献分别达到40％和90％以上，TP的贡献分别为20％和50％以上，COD的贡献分别为20％和30％以上。地表沉积物也可能成为溶解性氮、溶解性Cu和溶解态有机质的一个来源，除此之外的污染物主要来自颗粒态物质。　　 (6)五环以内屋顶和道路降雨污染负荷巨大，北京城区五环以内屋顶和道路径流平均次降雨径流SS负荷分别为2.94×104kg和3.09×106kg； COD负荷分别为1.56×106kg和2.02×106kg。同工业废水和生活污水排放相比较，发现地表径流悬浮颗粒物占所有SS来源(工业废水，生活污水和地表径流三者之和)的15.76％；地表径流COD占所有COD来源的7.69％。　　 (7)通过对屋顶、道路以及径流小区雨水总径流中的污染物和径流观测，建立量纲一累积曲线，可以描述不同景观类型降雨径流污染累积负荷随着降雨过程累积流量的变化。屋顶径流污染物发生了强烈和中等强度的初始冲刷现象；路面径流只有少数发生中等强度和轻微的初始冲刷。而小区雨水总出口径流除特大暴雨的F-和NO3-外，一般没有初始冲刷现象发生。