目前，城市化及工业化的迅猛发展加剧了城镇面源污染的严重性。城镇不透水区域面积所占比例越来越大，由降雨所导致的突发性、冲击性和随机性的城镇面源污染已成为城市受纳水体水环境污染的主要来源之一。东莞作为珠三角典型的快速工业化城市，雨污合流，城镇化区域面源污染严重，对东江水质造成了严重污染。本研究采用折流人工湿地对城镇降雨径流面源污染进行了一系列实验研究，以期为人工湿地在此领域的应用提供可行性依据。人工湿地可将污水处理与景观建设有效结合，且因其经济性、简便性等已发展成为重要的面源污染治理技术，在降雨径流处理方面有着广阔的应用前景。本研究采用折流人工湿地小试装置进行了水力学实验。基质平均孔隙率和平均渗透系数分别为0.408和0.0688cm/s，基质孔隙率较大，且渗透性良好。各工况运行实验表明，无论湿地系统进水间歇周期长或短，系统均会出现短流和滞水现象，湿地系统中实际水流偏离理想流；在日水力负荷相同时，较短间歇进水周期能减弱水流在湿地中的静态扩散，以降低系统的短流程度；系统进水流速相同时，间歇进水方式不仅能使污染物在湿地内有足够的停留时间，从而提高污染物的去除率，还可促进水流快速渗透湿地中下部，充分发挥湿地的净化功能。人工湿地对降雨径流的模拟净化实验及实地径流净化实验均取得了较好的污染物去除效果，因季节变化而引起的温度波动对污染物的去除无明显影响；抗冲击负荷实验表明，湿地系统对污染物浓度有较强的抗冲击能力，强烈的冲刷会暂时引起磷的去除率下降，但一般20h后即可恢复，其他污染物无显著波动。湿地系统自启动至稳定运行，各污染物去除率有不同程度升高，出水水质也较稳定，CODCr、SS、NH4+-N、TP及重金属（Pb、Zn、Cu）等污染物去除率达90%以上，TN及各污染物平均出水浓度均达地表III类水标准；对污染物在湿地系统中的空间分布规律进行的分析表明大部分污染物在湿地系统前端（第一、第二单元格）被去除。人工湿地基质对菲的吸附实验表明，吸附在20h左右即达到平衡；30℃时，Langmuir等温模型能较好的拟合吸附过程，表明湿地基质对菲的吸附过程是以物理吸附为主、化学吸附为辅的单分子层吸附；环境温度、pH、基质有机质含量等均对菲的吸附有影响。以CODCr，TN，NH4+-N，TP为指标建立起的一级反应动力学模型，能较好的模拟各污染物在湿地系统中的去除规律；前三指标相关性系数大于0.96，TP为0.9381，这与TP在湿地系统中的去除机制（物理机制占主导地位）有关；以实际径流各污染物在湿地系统中的试验数据对模型进行检验，误差范围在30%以内的均超过65%以上。