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低影响开发是近年来在解决城市雨水管理问题中所应用的新理念，因为其良好的水文和水力效应，减少了径流量、峰值流量，减少了排水系统的管道过流，控制了径流污染以及增加地下水的回补，提高了水生态系统的自然修复能力。特别是一些与自然地下水体所联通的措施，通过它们的协调作用，用自然水文循环的方式，增加了地表水与地下水交互的途径，同时利用多种具有良好渗透性、污染吸附性的填料，对雨水实现了自然积存、自然渗透、自然净化和可持续水循环。但是复杂的城市水文条件将引起污染物与措施间相互作用，特别是对于一些具有分层结构的措施，其内部在纵向上填料不同，渗透性变化，重金属污染物在该区域内的运移和滞留特征复杂，对于地表地下水交互条件下重金属运移过程存在认识的不足，将影响城市雨水管理的发展。
本文通过高度50cm，内径5.0cm的土柱物理模型及附属设施，设计变渗透特性分层结构，通过4层渗透性不同的填料，用土柱模型模拟常见的与自然地下水体所联通的措施，研究其中地表、地下水综合影响下的重金属运移，通过样品采集与化验分析，研究重金属Pb和Cd在地表、地下水交互作用下的运移规律，并分析垂向上每10cm深度内的重金属的滞留规律。研究表明：
(1)地表水下渗过程中重金属迁移与介质种类和下渗流速有关。当入渗速率增加的时候，弥散系数增加，弥散度减少，水流快速运动导致了保守溶质运移过程中扩散过程削弱，水体的驱替过程更加明显，入渗速率越小，溶质在孔隙中扩散和对流的机会更多，一方面运移的路径更复杂，路程更长，会造成检测到的时候更延迟，而另一方面，当运移路径增加，重金属与土壤介质的接触机会增加，更容易寻找到吸附位点，造成运移的阻滞，影响运移的速率。在分层变渗透特性结构中，地表水下渗可导致吸附力强的重金属更容易滞留在表层，表层滞留量为68%-78%；
(2)地下水上涌的过程中，介质内原本残留的重金属将会在一定程度上重新释放。当上涌速率较小，重金属的释放也较为缓慢，而上涌速率快的时候，重金属的释放也较快，这是因为重金属在介质中吸附较强，而且往往和胶体颗粒物有关，重金属单纯地非吸附状况下的运移较少，而吸附在载体上发生运移的可能性较大，因此当流速快的时候，水流的拖曳力将使介质内部一些胶体颗粒物发生运移，形成重金属的有效载体，促进重金属的运移。地下水上涌可导致介质内原本残留的重金属在一定程度上重新释放，其释放量占总释放量为36%-65%；
(3)地表地下水交互过程中重金属迁移受到复杂因素影响，不仅包括介质种类、水流流速有关，还与交互周期、交互水体的成分有关。因为在反复作用下，介质对重金属已经有了一定的吸附，占据了一定的吸附位点，水体反复作用使低影响开发措施内部逐渐吸附饱和，造成重金属的迁移量增加，穿透过程的浓度峰出现时间有所提前。
通过研究分层变渗透性区域中地表、地下水交互条件下重金属运移规律，可以更好地掌握这种分层结构的水力效果和对污染物的滞留效果，可以利用其特性为具有分层结构的雨水管理措施进行优化，一方面可以参照结果对措施进行更合理的设计，另一方面为定期更换材料，延长其使用寿命提供科学参考，为地下水污染的预防和治理提供技术支撑。
本文通过高度50cm，内径5.0cm的土柱物理模型及附属设施，设计变渗透特性分层结构，通过4层渗透性不同的填料，用土柱模型模拟常见的与自然地下水体所联通的措施，研究其中地表、地下水综合影响下的重金属运移，通过样品采集与化验分析，研究重金属Pb和Cd在地表、地下水交互作用下的运移规律，并分析垂向上每10cm深度内的重金属的滞留规律。研究表明：
(1)地表水下渗过程中重金属迁移与介质种类和下渗流速有关。当入渗速率增加的时候，弥散系数增加，弥散度减少，水流快速运动导致了保守溶质运移过程中扩散过程削弱，水体的驱替过程更加明显，入渗速率越小，溶质在孔隙中扩散和对流的机会更多，一方面运移的路径更复杂，路程更长，会造成检测到的时候更延迟，而另一方面，当运移路径增加，重金属与土壤介质的接触机会增加，更容易寻找到吸附位点，造成运移的阻滞，影响运移的速率。在分层变渗透特性结构中，地表水下渗可导致吸附力强的重金属更容易滞留在表层，表层滞留量为68%-78%；
(2)地下水上涌的过程中，介质内原本残留的重金属将会在一定程度上重新释放。当上涌速率较小，重金属的释放也较为缓慢，而上涌速率快的时候，重金属的释放也较快，这是因为重金属在介质中吸附较强，而且往往和胶体颗粒物有关，重金属单纯地非吸附状况下的运移较少，而吸附在载体上发生运移的可能性较大，因此当流速快的时候，水流的拖曳力将使介质内部一些胶体颗粒物发生运移，形成重金属的有效载体，促进重金属的运移。地下水上涌可导致介质内原本残留的重金属在一定程度上重新释放，其释放量占总释放量为36%-65%；
(3)地表地下水交互过程中重金属迁移受到复杂因素影响，不仅包括介质种类、水流流速有关，还与交互周期、交互水体的成分有关。因为在反复作用下，介质对重金属已经有了一定的吸附，占据了一定的吸附位点，水体反复作用使低影响开发措施内部逐渐吸附饱和，造成重金属的迁移量增加，穿透过程的浓度峰出现时间有所提前。
通过研究分层变渗透性区域中地表、地下水交互条件下重金属运移规律，可以更好地掌握这种分层结构的水力效果和对污染物的滞留效果，可以利用其特性为具有分层结构的雨水管理措施进行优化，一方面可以参照结果对措施进行更合理的设计，另一方面为定期更换材料，延长其使用寿命提供科学参考，为地下水污染的预防和治理提供技术支撑。