农村污水的排放特点是分散，量小面广。目前国内农村排水管道设计普遍采用城市排水管设计规范，导致管径偏大，建设投资偏高，且污水在管道中停留时间长，出现沉淀和厌氧反应，存在安全隐患。发展适合农村的小管径排水系统是解决这一问题的关键。为了合理构建农村小管径排水系统，首先要了解其水力学特性，但目前相关的研究较少。针对上述问题，本论文借助计算流体力学（CFD）和FLUENT计算方法构建了小管径重力式排水管道模型，并应用模型系统开展了不同管径的直管、弯管和三通管的流场模拟与水力学特性研究。取得主要结果如下：
      流场模拟表明，直管中水流流态最稳定，湍流现象不明显，压力及速度均呈均匀分布；弯管中弯曲段及其下游出现较明显的湍流现象，弯曲段易形成二次流，且存在明显的压力梯度及速度梯度，高压区出现于弯曲段外侧壁面，高流速区出现于弯曲段内侧壁面；三通管中管道交汇处下游出现明显的漩涡区，流体湍流现象明显，降低了管道内的压力，增大流体的流速。
管道中的污水流速及污水中颗粒物粒径大小对管道发生沉积的概率有明显影响，大粒径颗粒物易在弯管弯曲段下游及三通管管道交汇处下游沉积，该区域的管壁出现磨损的几率较大；管道中水流的湍流度影响有害气体从水相向气相扩散的程度，弯管弯曲段下游及三通管管道交汇处下游易出现有害气体聚集。
      对平原、丘陵、山区3种类型农村地区排水管道水力学参数研究表明，对于排水干管中的弯管，平原地区的农村为保证管道中的污水流速达到0.7~0.9 m·s-1，可选取管径为150~180 mm的弯管，此时管道充满度约为0.3~0.5；丘陵地区的农村为保证管道中的污水流速达到0.7~0.9 m·s-1，可选取管径为100~120 mm的弯管，此时管道充满度约为0.3~0.5；山区农村设计坡度较大，管道中的污水流速可达到1m·s-1，可选取管径为100 mm的弯管，此时其充满度较小，约为0.1~0.2。对于排水干管中的三通管，平原地区农村为保证管道中的污水流速达到0.7~0.9 m·s-1，可选择干管和支管管径均为200 mm的三通管，此时管道充满度约为0.3~0.4；丘陵地区的农村为保证管道中的污水流速达到0.6~0.9 m·s-1，可选取干管管径为200 mm、支管管径为160 mm的三通管，此时管道充满度约为0.2~0.3；山区农村设计坡度较大，管道中的污水流速可达到0.7~1.2 m·s-1，可选取干管管径为160 mm、支管管径为100 mm的三通管，此时其充满度较小，约为0.1~0.3。
      上述研究结果可为农村小管径排水系统的构建及优化提供科学依据。