随着我国城市化进程的加快，城市规模不断扩大，排水管网的改扩建优化设计成为给排水工程界的一项重要课题。本文以长沙市星沙开发区的合流制排水管网改扩建为工程实例进行了深入研究。为了尽可能精确地模拟暴雨情况下合流制排水管网水流的实际情况，采用非恒定流模拟技术对现有管网的实际过水能力进行校核，查找出超载管段。在对需要改扩建的管段进行设计时，采用了近年来广泛应用于工程界的遗传算法。遗传算法是一种鲁棒性很强的全局寻优算法，它不需要对目标函数求导，可以直接以变量某种形式的编码为目标进行寻优操作，很适合求解排水管网这种非线性优化问题，并得到离散的优化管径。本文通过对基本遗传算法和改进的遗传算法在不同运算参数组合方案时的多次模拟实验结果进行比较，提出采用种群规模为100和最优保存策略时，由自适应交叉率和变异率组合构成的方案能够最迅速地收敛于最优解。最后，用统计学方法对所得的优化设计方案进行了水力可靠性的校核。