排水管道是城镇的重要基础设施，对整个城镇排水系统的投资成本、用地及运行维护等有着至关重要的影响。目前国内外普遍采用截留式合流制和分流式城镇排水系统，存在溢流水污染或初期降雨径流污染问题，而发展中的截留式分流制及完全截留式合流制等由于造价高、占地多等原因尚难推广。笔者所在的课题组提出和开发了一种基于新型双层排水管道和双层检查井的合建分流式排水系统，具有在线截流初期雨水且不产生雨污混合溢流水的功能。由于采用在双层管道中设置隔层，从而使下层管道断面存在一个下凹的上弧顶，并使其流体的水力特性具有特殊性。本文针对这一问题，采取理论分析、实验和数值模拟相结合的方法，对下层异形断面管道的水力计算和断面流速分布等问题进行了研究，取得了以下主要研究成果：①结合水力学原理和管道断面形状，对新型双层排水管道下层管道的水力参数计算进行了理论分析，获得了重要的基本认识。对常见断面水力参数计算公式进行了总结，结合断面几何特征进行分析和推导，求得了0.5RH1型、0.5RH2型和1.0RH1型三种断面形式的双层排水管道下层管道的水力要素的计算公式。②针对上述分析开展了0.5RH1型、0.5RH2型和1.0RH1型三种断面形式的双层排水管道下层管道的水力实验，获得了下层管道流体水力学特性的实证认识，验证了谢才公式的适用性，并对其进行了修正，得到了适用于0.5RH1型和0.5RH2型两种断面形式双层排水管道下层管道的水力计算公式，并编制了相应的水力计算表，用FLUENT软件模拟验证了水力计算表的正确性。③利用FLUENT软件模拟了与实验相同工况下的下层管道水体流动，模拟结果与实验结果进行了对比，最大误差小于5%，表明模拟结果具有较高可信度。根据数值计算结果，绘制断面流速分布图和中垂线流速分布图，中垂线两侧的流速分布大致对称相等；靠近边壁处的流速等值线图近似于边壁轮廓；随着水深的加大，最大流速点位置相对下降。