为研究城市河道溢流堰最佳的形态、坡度及材料状况，通过对光滑型溢流堰以及不同基质、粗糙度，形态、坡度的溢流堰坝体前后水流形态的观测，对主要水质指标进行长期跟踪监测和研究，结果表明：(1)光滑型溢流堰和阶梯型溢流堰均通过短时间改变河道水流特征，增加水气接触面积，使更多的氧气进入水体成为溶解氧，降低水体有机污染，达到提高水体自净能力的目的；两种类型的溢流堰在提高水体自净能力方面，以机械曝气复氧所起的作用为主，生物膜所起的生物化学作用为辅。(2)通过对光滑型和阶梯型两种溢流堰对比，水体经光滑型溢流堰时，水流较快，水气接触面积较小，水体复氧程度较低，污染物去除效果不理想；经阶梯型溢流堰后，水流速度减缓，水气接触面积增大，水体复氧程度明显提高，水体中污染物去除效果较好。(3)对30°、45°、60°倾斜度的阶梯型溢流堰进行研究，水体经三个坝体后，在流经相同的距离条件下，水气接触面积以45°最大，水体复氧程度，污染物去除均以45°倾斜角度为最佳。(4)溢流堰基质和粗糙度对水体复氧和污染物去除的影响主要体现在坝体着生生物膜作用情况。坝体基质和粗糙度均可影响生物膜的着生与脱落，在实际运行中，坝面粗糙度过大，坝面着生的生物膜过厚，影响生物膜的通透性，生物膜净化水体的功能不能很好发挥，且衰老的生物膜不易脱落，易分解释放污染物，再次污染水体；过于光滑的坝体，生物膜难以着生，无生物膜作用，仅依靠水体机械复氧过净化水体，效率较低。故坝体基质和粗糙程度选择方面，在坝面粗糙度尽可能大的情况下，应选择新生物膜易附着，衰老的生物膜易脱落的基质材料为最佳，坝体才能更有效地增加水体的自净能力。故在城市污染河道中修筑溢流堰时，坝面形态以阶梯型为宜，在相同的距离条件下，倾斜角度以45°为最佳，基质材料以新生物膜易着生，衰老生物膜易脱落为宜。