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随着我国城市化规模不断扩大,不透水路面面积迅速增加,进而导致城市内涝、地下水短缺及城市热岛效应等城市环境问题。因此近几年我国开始大力推行海绵城市建设,但在建设过程中关于透水铺装路面对径流雨水中污染物去除效果研究并不充分,对透水铺装路面是否存在污染地下水的风险研究不多。论文首先通过研制海绵城市集成物理模型并进行人工模拟降雨演示,形象展示径流雨水在结构层的渗流速度,并以此提出透水铺装结构是否会造成地下水污染的设想。为探究透水铺装系统对径流雨水中污染物的去除情况,主体实验选取目前最常见的两种透水铺装结构（水泥透水砖铺装和透水混凝土铺装）以及研究较少的冷铺高粘透水沥青铺装结构为研究对象,运用室外模拟人工降雨实验方法,分别探究三种透水铺装面层材料在不同降雨强度下对径流雨水中常见污染物（pH、电导率、COD、NH4+-N、TN、TP）的去除规律及去除机理,以及三种透水铺装结构在同一降雨强度下对污染物的去除规律及去除机理,同时通过实验分析水泥透水砖铺装最佳透水基层厚度及透水混凝土铺装和冷铺高粘透水沥青铺装最佳透水基层材料,以期为具体施工提供理论指导。本论文主要结论如下:（1）随着降雨强度增加三种透水铺装面层材料对径流污染物的去除效能逐渐降低,且在60min降雨历时内不同污染物呈现不同的去除规律。三种透水铺装面层材料对总磷具有最好的去除效果,平均去除率均达到50%以上,水泥透水砖面层和透水混凝土面层能显著提高径流雨水中pH值,冷铺高粘透水沥青面层存在COD释放风险。三种透水铺装面层对NH4+-N,、TN去除规律相似,随降雨历时均呈现迅速降低后缓慢升高的趋势,其中水泥透水砖面层和透水混凝土面层对NH4+-N、TN的去除率远高于冷铺高粘透水沥青面层。（2）三种透水铺装结构在60mm/h降雨强度下对径流雨水中污染物的去除率随降雨历时增加呈现出不同的规律性。三种透水铺装结构对TP保持最高的去除效率,去除率均达到70%以上,三种透水铺装结构均会增大径流雨水pH值和电导率值,其中透水混凝土铺装结构最为严重。水泥透水砖铺装对COD去除效果一般,对NH4+-N、TN去除效果较好。透水混凝土铺装对COD、NH4+-N、TN均具有不错的去除效果。冷铺透水沥青铺装对COD、NH4+-N、TN的去除效果较差。三种铺装结构均存在不同程度的地下水污染风险。（3）增加水泥透水砖铺装结构透水基层厚度能够提高对污染物的去除效能,但去除率增加幅度随厚度增加并不显著,通过实验数据最终确定最佳透水基层厚度为160mm-170mm之间。对比透水水泥混凝土基层和透水水泥稳定碎石基层对污染物去除的影响,发现透水水泥混凝土具有更好的去除效果。