污水管网在长期运行过程中,悬浮颗粒物的沉积是影响管网输运能力的一个重要因素,尤其以管道汇流后沉积现象最为严重。对此,本论文以污水汇流管道为研究对象,结合实验研究和计算流体力学VOF耦合DPM三维数值模型方法,对三种汇流角的不同流速工况进行了模型构建和数值模拟,分析了污水管道汇流段各研究工况的水力变化和颗粒物的运动轨迹,探明了污水管道汇流流态变化对碳、氮、磷三类典型污染物运移特性的影响规律。本研究可为城市污水管网稳定运行及水质转化预测提供理论依据,具有重要的工程价值和现实意义。研究结果表明,污水管网汇流段呈现出不同的流场特性,依据水流特征可将其分为水流停滞区、大流速区、流速偏折区、回流分离区、最大流速区和流动复原区。纵深方向上,管道水流停滞区和回流分离区范围由表层至底层逐渐减小直至消失;沿程方向上,各断面垂线平均流速呈先增大后减小的趋势,汇流前速度分布比汇流后受支流入汇影响较小,干管底部水流比表层水流受入汇影响较小。受各工况汇流水力条件的影响,不同流态分区水流结构存在显著差别。在此基础上,进一步探讨了管道污染物的输运情况,在汇流前和汇流后的流动复原区内颗粒物随水流运动平稳,TCOD、TN和TP的沉降和悬浮处于相对平衡状态;在流速偏折区及其附近颗粒物运动受水流流速影响波动较大,污染物不易沉降;水流停滞区和回流分离区处在污水管道汇流拐角位置处,污水局部流态发生变化,颗粒物在此区域沉降显著,受支流入射方向和入射动量的影响,TCOD、TN和TP在管道侧壁沉降累积较多,浓度急剧增加;在回流分离区与最大流速区之间,污水速度梯度变化极大,水流剪切力占据主导地位,管道悬浮颗粒物会不断地发生碰撞和摩擦,污染物大多处于悬浮状态。TCOD沿程浓度变化最大,TN和TP相对较小,在低流速下碳类污染物较氮、磷类污染物更易发生沉降。