随着城市化的进程不断扩大,城市不透水区域占城市用地比例不断上升,合流制溢流污染与城市面源污染日益严重。合流制管网是我国几十年城镇化进程积累的重要城市基础设施之一,由于合流制管网具有庞大的已建成体量并覆盖了广阔的已建城区,在未来很长一段时间,合流制管网仍是众多城区排水功能的主要承担者。但由于其运行中往往存在淤积堵塞的问题,使得合流制管网在承担排水功能的过程中易发溢流污染并造成城市水环境质量下降。调蓄池可以有效增加合流制管网面对短时大规模降雨时的管网承运能力,从而达到削减流量峰值,减少管网溢流污染风险的目的。但现行的调蓄池设计方法未充分考虑旱季合流制管道内的淤积堵塞问题,使调蓄池设计施工后不能实现预期目标。本论文以S市老城区合流制区域为研究对象,运用Info Works ICM水力模型作为分析辅助工具,针对当地季风性气候特点和排水管网缺陷情况,探讨了不同降雨强度下研究区域合流制排水系统的管道负荷与溢流量分析;建立水质模型,对合流制排水系统出水水质和降雨时初期冲刷情况进行了模拟分析;针对旱季时合流制系统污染物在管道中的沉积冲刷情况进行了模拟,在此基础上,提出以水质指标作为指导对调蓄池容积和运行模式进行优化。具体研究结论如下:（1）采用芝加哥雨型生成不同重现期降雨,模拟预测了研究区域排水系统在选取的6种不同强度的降雨之下,始终有管道超负荷运行和节点溢流现象的出现。且随着降雨强度的增大,溢流节点和超载管道数目也在不断上升。同时,降雨强度与溢流污水量之间存在着显著的正相关性,随着降水强度的增大,造成的节点溢流量也明显上升。（2）不同重现期降雨下,研究区域污染物在降雨初期形成的地表径流中污染物的输送速率始终降雨中后期的污染输送速率,且初期降雨径流污染物总量占比较大,初期冲刷效应较为明显。降雨发生时,SS和BOD两种污染物浓度从旱季运行时的污水浓度迅速上升,浓度峰值往往是旱季污水的数倍之多,由于管道内沉积物的冲刷释放,SS浓度峰值达到了4000mg/L以上。（3）模拟过程中,多数管道流速小于0.1m/s,发生沉积的管道占管道总数的73.1%,进一步计算得出在模拟过程中管道中发生沉积的SS量占到了进入管道污水总初始SS总量的58.9%。不同管道沉积物厚度范围处于0～71mm之间;不同管径的管道的污染物沉积规律和沉积物总量差异较大,反映在沉积物平均厚度上则有“分支管＞排水干管＞主干管”的分布规律。同时,管道沉积物在对合流制出水污染物负荷总量的贡献不可忽视,在重现期为3年一遇典型降雨条件下,管道沉积物对合流制出水中中SS、BOD、COD的污染负荷贡献率分别为30.4、43.2%、23.9%。（4）根据S市当地城镇污水厂三级排放标准SS≤50mg/L为限值对进行初期雨水调蓄池容积设计和优化导向,对在限值之上的雨水量进行积分计算求得调蓄池容积为3000m~3。对运行结果进行模拟评估,其对径流量和SS总量的削减率分别可以达到30%、40%。