Оразмеряването на безнапорните канализационни мрежи се извършва въз основа на оразмерителното водно количество, наклона на канализационния участък, определената степен на напълване на тръбите и скоростта на течението. Съгласно БДС EN752 за изчисление на турбулентно течение  в тръбопроводите и каналите за отпадъчни води се препоръчват формулите на Прандл-Колбрук и Манинг-Стриклер.

– Определяне на дебита Q при пълен напречен профил на кръгли тръби:

Формула на Прандл-Колбрук

При кръгли тръби с течение при пълен профил, скоростта на течението се дава с формулата:

Формула на Манинг-Стриклер
За кръгли и некръгли напречни сечения, при пълен или частичен пълнеж, скоростта на протичане  се дава с формулата:

В Таблица 5 е дадено изменението на кинематичния вискозитет на чиста вода с промяна на температурата:
Таблица 5

Хидравличната грапавина на тръбата (k) отчита хидравличните загуби в зависимост от материала на тръбата, загубите във връзките и загубите от утайките по дъното на тръбите.

При оразмеряване на тръбопроводите, при наличие на утайки, трябва да се отчете намаленото сечение на тръбопровода, хидравличните загуби в шахтите, дъгите, и други фасонни части (т.н. местни загуби), които водят до увеличение на хидравличната грапавина (k).

Обикновено хидравличната грапавина (k) се движи в границите 0,03 – 3,00 мм.

При хидравличното оразмеряване на канализационни мрежи по формулата на Прандл-Колбрук се препоръчва да се приемат стойности на хидравличната грапавина (k), както следва:

– k = 0,25 мм – за канализационни участъци без странични включвания (без шахти); дроселирани участъци, напорни тръбопроводи, дюкери и участъци с безтраншейно изграждане;
– k = 0,50 мм – за канализационни участъци с шахти;
– k = 0,75 мм – за канализационни участъци с шахти с DN над 1000 mm (със странично оформен вход), както и със специални шахти.

Таблици 6, 7 и 8  са съставени въз основа на формулата на Прандл-Колбрук, стойности на хидравличната грапавина съответно k = 0,25 mm; k = 0,40 mm  и k = 0,75 mm и  вискозитет на водата при температура 10°С.

Означенията в таблиците са следните:

• DN – номинален диаметър, mm;
• Di – вътрешен диаметър, mm;
• JE – хидравличен наклон, в хилядни.

k = 0,25 мм  

   k = 0,50 мм

k = 0,75 мм

 – Самопречиствателна способност на оттока
Канализациите и в много случаи гравитачните промишлени тръбопроводи освен течности, провеждат и твърди частици, които при малък хидравличен наклон и частично запълване на тръбопроводите при скорости по-ниски от критичните (0,6 m/s), се утаяват по дъното на тръбите. Установено е, че с нарастване на диаметъра на тръбопроводите се увеличава и т.н. критична скорост. Напоследък за определяне на минималния допустим хидравличен наклон Jmin се прилага теорията на минималните гранични тангенциални напрежения. Съгласно тази теория, частиците могат да се утаят на дъното на канализационната тръба на височина h, съответстваща на ъгъла на естествения откос на частиците ( θ ),т.е.:

Фиг. 1. Графика за определяне самопречиствателната способност на оттока

Пример: Да се оразмери канализационен колектор за оразмерително водно количество по време на дъжд Qор= 180 l/s, максимално водно количество в сухо време Qmax=45 l/s и хидравличен наклон JЕ =0,2% (0,002).

За Qор=180 l/s и JЕ = 0,2% избираме от таблица 7 (k=0,40 mm) ГМТ тръби с DN500 mm, вътрешен диаметър Di = 495 mm,  Qтабл= 191,8 l/s и скорост v = 1,0  m/s.

Необходимият хидравличен наклон (наклон на енергийната линия) ще бъде:

J = (Qор / Qтабл)² . JЕ ;

J = (180/191,8)² . 0,002 = 0,00176 < JЕ = 0,002 ,

Следователно е достатъчен за провеждане на Qор.

Определяме отношението Qmax/Qop = 45/180 = 0,25.

За стойност 0,25 отчитаме от графика 1 отношението Ri /Rh = 0,75.

Необходимият минимален хидравличен наклон, при който се осигурява самопочистваща скорост в  канализационния участък определяме по формула

Извод: С избрания диаметър ГМТ DN500 и при разполагаемия наклон  JЕ = 0,002 m/m се осигурява провеждането на оразмерителното водно количество за канализационния участък Qор= 180 l/s и самопочистваща скорост.