合流制溢流污染治理是我国水污染防治攻坚战中面临的急迫且艰巨的重要任务。老城区多采用合流制排水系统,雨天易出现溢流污染问题。许多城市的经验表明,保留合流制,对其进行改造能够有效控制溢流污染,而截流设施是合流制改造中的关键构筑物之一。因此,研究合流制的改造策略及截流设施的截流能力对溢流污染控制具有重要意义。本研究通过对合流制现状问题及相应解决措施的梳理分析,以及不同合流制溢流污染控制目标及水环境容量的确定方法对比分析,建立合流制溢流污染控制改造策略;通过等比例工程试验和仿真流体力学模拟,研究不同型式截流设施的水流运动情况,建立截流设施截流能力的确定方法;基于排水管网模型模拟,结合合流制改造策略与截流设施截流能力确定方法,对某合流制区域进行改造设计分析,可为合流制溢流污染控制提供指导性建议。本研究主要研究结论如下:（1）合流制改造需先对现有排水设施进行修复与清淤,恢复原本的流动空间。同时计算水环境容量,确定污染控制目标及其限值,分析现状与控制目标的差距。根据差距确定所需提高的排水设施设计标准,且设置限流装置,并通过提高污水厂雨天处理能力或增加就地处理设施等来确保达到污染控制目标。（2）不同型式截流设施均受到水流转弯、过水断面的缩小的影响。此外,堰式截流设施会因堰板的阻水效应,在远离截流管一侧出现易淤积点;槽式截流设施受落槽的跌水效应的影响,发生水流破碎并大量掺气,增大能量损失;槽堰式截流设施在堰高与槽深的比值小于1.2时以槽的作用为主,比值大于1.4时以堰的作用为主。截流管根据水流状态的不同可划分为近似宽顶堰流、近似闸孔自由出流、近似闸孔淹没出流和满管有压力流。（3）建立不同型式截流设施水量截流能力的确定方法,可用于确定已建设施的截流量,或根据设计截流量确定拟建设施的堰高或槽深。（4）对某合流制区域进行改造分析,研究区域在典型降雨年条件下,现状管网的年溢流COD总量为4.27 t,雨水截流率为58.9%,溢流频次为29次。研究表明该区域需在减少85%的污染物（以COD计）不入河,需将区域截流调蓄总量提升至4.86 mm/h。最终确定改造方案为原有截流设施规模不变,并设置水泵限流装置,增设4 mm调蓄池。改造后年溢流COD总量0.51 t,污染物削减率为88.06%,雨水截流率为85.3%,溢流频次为4次,满足污染控制要求。