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建设“海绵城市”是国家推进新型城镇化发展的重要举措,对缓解城市内涝、削减地表径流污染负荷、改善城市水环境具有重要作用。但我国大多以水量控制为目标,对城市地表径流污染尚未给予足够重视,开展这方面的研究较少,更是缺少针对区域性实际工程的野外实地监测研究。本文以长春市海绵城市实验基地为试点,结合北方寒地特有的气候类型、水文特征等因素,基于实际工程进行野外监测,研究了适用于我国寒地的透水砖和下沉式绿地的典型海绵技术措施,并运用SWMM模型,优化了技术参数,探究在实际系统中组合设施对地表径流污染物的去除情况,从而在北方寒地更合理的应用海绵城市的技术措施,在不同工程要求下因地制宜,为海绵设施在我国北方的推广与应用提供参考,同时挖掘雨水资源化利用潜力,为雨水利用提供基础资料,另外提供了对单项工程、区域性工程评估监测的方法,为相关主管部门提供海绵城市建设工程评估服务的参考。首先,分析了研究区域的水文地质特征,针对特有的北方寒地特点,采用适用性广泛的缝隙型透水砖,其冻融循可环达50次以上,野外监测四月至九月19次实际降雨情况,选择其中7次有效数据,讨论其对地表径流的污染物控制效果,分析其对径流污染物SS、COD、氮磷等的净化机理,出水水样值指标可以达到雨水回用标准,实验结果表明:缝隙透水砖结构对SS、NH3-N的去除效果较好,其中对SS、COD、NH3-N的去除率分别为48.60%、36.26%、56.19%,而对TP的去除效果最差,仅为8.41%。同时研究了降雨量（或者降雨强度）对缝隙透水砖的去除污染物效率的影响效果,在降雨量为24.5mm时,各指标去除率效果最佳。其次,以下沉式绿地作为典型绿地代表进行研究,其对地表径流的净化作用效果也较明显。对SS、COD、NH3-N、TP的去除率分别为59.81%、39.01%、37.53%、30.49%,对SS去除效果较好,而对COD、NH3-N的去除效果差别不大,对TP去除效果最差。下沉式绿地存在较明显的降雨径流污染初期效应。降雨初期1h内的SS、COD、NH3-N和TP的出水与进水浓度间存在着较好的线性关系及显著性水平,相关系数分别达0.699、0.791、0.864、0.874,符合一级动力学模型;降雨后期,伴随着水力停留时间的不断延长,SS、COD、NH3-N和TP的相关系数分别达0.842、0.813、0.883、0.938,符合二级动力学模型。出水水样指标基本满足雨水回用参考标准,下沉式绿地对地表径流中污染物的去除效率受降雨量（或者降雨强度）影响显著,在降雨量为32mm左右时对SS、COD的去除效果最好,在9mm-15mm期间对NH3-N、TP去除效果最好。最后,利用SWMM模型对所试点区域的水质效应进行模拟,区域内使用缝隙透水砖、下沉式绿地等海绵措施后,结果表明未采用技术调控条件下污染物含量较高,而组合设施技术可有效削减径流污染物含量,在绿地占比9%;最大特征宽度14.6m,透水铺装占比25%,最大特征宽度44.4m的组合设施调控技术下对污染物的去除效果为SS>NH3-N>COD>TP,去除率分别达到42.7%、42%、40.1%、16.7%,出水水质满足雨水回用参考标准与污水综合排放三级标准。