本发明涉及一种入河排口降雨净化耦合水质改善的生态系统及其运行模式，该系统包括预沉缓冲区、水生植物净化区、强化入渗区和自动监测控制系统；本发明通过构建以本地沉水植物为核心的净化系统，实现入河排口降雨污染及雨后水体中溶解性氮、磷污染物的高效净化，以及DO、ORP和透明度的提升；通过设有排气泄压系统的强化入渗区，改善下渗和排泄效果，削减降雨入河峰值流量；自动监测控制系统将入河排口流速监测装置与提升系统关联，实现旱季、雨季运行模式自动切换。本发明能够实现溶解性氮磷污染的净化以及DO、ORP、透明度的改善，具有建设运维成本低、抑制雨后水体黑臭、提升水体自净能力及降低河道雨季行洪排涝压力等优点。