随着城市化进程的加快，城市面源污染问题日益突出，而降雨径流污染作为一种典型的城市面源污染类型，所携带的污染物浓度往往数倍于国家标准，严重影响接受水体水质的同时，还可能对城市水生态环境造成破坏。降雨径流污染已经逐渐成为城市河道水质污染的重要因素，具有较高的研究价值。论文以天津市武清区城区为研究对象，构建了武清城区径流水质模型，计算了不同条件下设计暴雨的入河径流量和入河污染物负荷，并分析了不同条件设计暴雨对河道水质的影响。主要研究内容与成果如下：
　　(1)武清城区河道及降雨径流水质监测及分析。在2019年5～10月实地采集了武清城区河道水样，并测定了水样中化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)和氨氮(NH3-N)浓度，发现COD和TN浓度严重超标，为劣Ⅴ类水。同时，选取强国道汇水区为研究对象，采集了2019年汛期三次降雨径流水样，并测定水样中COD、TN、TP和NH3-N浓度。结果表明径流中COD、TN和TP瞬时浓度和平均浓度高于Ⅴ类水标准，平均浓度分别为Ⅴ类水标准的2.5倍、2.6倍和1.8倍。
　　(2)入河径流量和入河污染物负荷模拟分析。基于雨水口、管网和河道断面等资料，构建了典型区和武清城区径流水质模型，并用实测数据对典型区径流水质模型进行了率定和验证，结果表明模拟值与实测值拟合较好。将率定的参数应用于武清城区，对不同重现期不同降雨历时设计暴雨的入河径流量和入河污染物负荷进行了模拟。结果显示在同一降雨历时条件下，随着降雨重现期的增大，入河径流量和入河污染物负荷增大，但事件平均污染物浓度减小；在相同重现期条件下，随着设计暴雨降雨历时的增加，入河径流量和入河污染物负荷增大。
　　(3)不同条件下设计暴雨对河道水质影响模拟分析。选取西界渠断面作为研究对象，模拟分析了不同条件设计暴雨对河道水质的影响。结果表明在相同重现期设计暴雨条件下，COD和TN浓度变化趋势一致，出现了两次峰值，1h设计暴雨第一次峰值出现时间最早，峰值最小，2h设计暴雨其次，3h设计暴雨峰值出现最晚，峰值最大。第二次峰值出现时间的顺序和第一次相同，但是峰值大小相反。TP和NH3-N浓度变化一致，在降雨初期浓度逐渐降低。降雨结束后，上游河道来水将上游污染物排至西界渠，污染物浓度逐渐增大，随着降雨历时的增加，峰值出现时间延后，峰值减小。另外，在相同降雨历时设计暴雨条件下，COD和TN浓度也出现了两次峰值，随着重现期增加，第一次峰值出现的时间越早，峰值增大；第二次峰值出现的时间延后，峰值逐渐减小。TP和NH3-N浓度变化一致，除1年一遇设计暴雨外，降雨初期TP和NH3-N浓度逐渐降低；降雨结束后，上游河道来水将上游污染物排至西界渠，TP和NH3-N浓度开始增大，随着重现期增加，峰值出现时间延后，峰值逐渐减小。
　　(4)分析场次降雨对武清城区不同河道水质影响。选取七支渠、西界渠和二支渠典型断面作为分析对象，分析2年一遇(2h)设计暴雨对武清城区不同河道的水质影响。分析结果表明七支渠断面COD和TN浓度在降雨初期先逐渐上升，峰值为Ⅴ类水标准的1.4～1.7倍，达到峰值后浓度逐渐下降，最后稳定在一定浓度；西界渠和二支渠断面在降雨初期也呈现先上升后下降的趋势，但是由于上游来水，西界渠和二支渠污染物浓度会出现反复上升和下降的趋势，峰值为Ⅴ类水标准的1.5～1.75倍，且恢复Ⅴ类水标准需要的时间更长，说明下游河道污染更加严重。