为解决合流制区域的溢流(CSO)污染及排水能力不足等问题，国内外许多城市纷纷投入巨资对原有合流制排水系统进行改造与完善。由于合流制排水系统的复杂性以及污染物传输、溢流过程的随机性和多变性，合流制改造和CSO控制涉及一系列错综复杂的理论与工程实际问题。尤其是在合流制改造及溢流污染控制密切相关的一些全局性、方向性和战略性问题上，以及一些关键的CSO控制技术措施（如调蓄池、隧道、低影响开发等）的规划设计、方案比较和科学决策等问题上，我国城市仍然面临很多困惑。论文围绕合流制排水系统改造及CSO控制这一当前国内外密切关注的热点、重点和难点问题，以经济高效的削减污染负荷、提升城市水体水质为核心目标，以“系统研究”为指导思想，综合采用文献调研，理论分析、模型模拟等研究手段，提出了中国城市合流制改造及溢流污染控制策略；提出了合流制溢流污染控制系统决策的原理与方法；明确了合流制溢流初期冲刷规律，提出针对性的控制策略；提出了我国城市CSO调蓄池规模设计推荐方法，总结了影响CSO调蓄池规模设计和控制效率的关键因素；提出了低影响开发应用于我国城市CSO控制及其在老城区推广的建议；总结了调蓄隧道的分类、构造、案例，以及建设动机、投资效益、规划设计方法、方案选择等，指导我国城市科学的决策和规划设计调蓄隧道；分析了合流制系统下游污水厂雨季运行时的水质水量变化规律，提出了增加污水厂雨天处理能力的改造方案。研究成果为我国城市合流制改造及溢流污染控制工作的开展提供一个清晰的思路，为我国城市更科学的借鉴国外经验，更加经济高效的解决内涝及合流制溢流污染问题提供参考。论文对相关规范的修编、各城市排水系统规划方案的制定与优化也具有广泛的指导作用。