本发明提供的一种严重污染河道的自然恢复方法，首先选择被严重污染和人工干扰河道的上游的轻污染河道作为参考，测定轻污染河道中多个急流、深潭和河滩的参数，获取轻污染河道的急流、渗潭和河滩的面积、周长、长、宽和坡降的比例关系参数。然后，根据这些参数对严重污染河道进行设计急流、深潭和河滩，在急流部分通过布设块石，增大水流的湍流过程，增加水体的溶解氧含量，同时保护洪水期冲刷河床；将原主槽断面扩大形成深潭，使污染物沉降、消化和生物降解；河滩改造成湿地，通过植被恢复，增加植物枝叶、根系吸收、挂淤、沉淀污染物的作用。通过在河流中恢复一系列急流‑深潭‑河滩系统，使污染水体流动经过这些系统时，发生一系列物理、化学、生物反应，使水体自净能力提升。