近年来随着西部大开发的实施,陕北沟壑区的经济水平得到了迅速的发展,但由于排水系统建设的相对落后,致使污水任意排放,使城市水体及生态环境不断恶化。因此,在沟壑区兴建城市排水系统刻不容缓。排水管网作为城市排水系统的重要组成部分,在促进沟壑区经济建设发展、保护沟壑区水环境及人民健康等方面起着至关重要的作用。由于陕北沟壑区由于地形地貌比较复杂,排水特征不同于一般的平原地区,因此,有必要对这一地区的排水系统进行必要的分析研究。本文对陕北沟壑区城市社会、经济和水环境状况以及给水排水现状进行了深入的调研分析,找出了陕北沟壑区城市的基本特点和沟壑区排水系统设计与一般地区的差别,提出了解决该地区排水系统设计的关键问题。在对国内外中小城镇排水系统设计进行大量分析研究的基础上,针对陕北沟壑区排水系统现状、存在的问题、特点以及城镇的生活习惯、经济与社会发展状况以及水环境状况等对陕北沟壑区排水体制、管网系统布置进行分析,提出了该地区合适的排水体制和管网布置形式。根据陕北沟壑区水文、气象、污水量特点,结合工程造价以及对污水处理厂的影响进行综合分析,对陕北沟壑区合流制排水体制各关键性参数进行分析。给出了沟壑区截流式合流制截流倍数的取值方法。根据陕北沟壑区管道泥沙含量高特点,通过对管道泥沙特性分析,运行管道泥沙运动方程,提出了陕北沟壑区合流管道的最小设计流速以及相应的设计坡度。根据该地区雨水径流特征以及洪水特点,通过对水利部门小流域洪水量计算公式及城市管道设计流量计算公式以及各自适用范围的分析比较,提出在雨洪合排时合排流量的计算公式和计算方法。根据该地区地形的特点,提出了管道的敷设方式、管道落差处理的一些方法,对管道的合理布置进行了分析。将所提出的理论和方法运用于陕西省延安市志丹县排水网工程设计过程中,解决了在陕北沟壑区排水工程设计中诸多问题。