2020年我国城镇公共供水总量为586.45亿m3,漏损水量为78.54亿m3,综合漏损率为13.39%。城镇公共供水中水泵的能耗占整个供水管网的90%～98%,且供水管网中能耗占供水成本的40%～70%。针对供水管网的漏损问题和能耗问题,可以通过泵阀联调联控降低管网压力并优化水泵运行参数进行缓解,但在管网中设置减压阀可能会导致供水管网水质出现问题。为减少供水过程中的能源消耗、降低管网的背景漏失量并保证供水安全,本文提出了一种基于泵阀联合调控的供水管网运行优化方法,该方法主要分为3个部分。（1）通过K均值聚类法（K-means clustering algorithm）、层次聚类算法（Hierarchical clustering algorithm）、谱聚类算法（Spectral clustering algorithm）三种聚类算法对供水管网进行压力分区,确定分区效果最好的聚类算法,并得到最佳分区,同时在各分区管网连接处安装减压阀。（2）建立了供水管网泵阀联合调控运行优化模型。以最小化管网背景漏失量、水泵能耗和管网加权平均水龄作为目标函数,以变频泵每小时的相对转速和减压阀每小时的阀后压力设定值作为决策变量,以水力平衡约束、节点最低水压、泵的启闭、泵相对转速范围、并联泵的负荷分配方式、减压阀设定值范围和水箱始末水位作为约束条件。通过第三代非支配排序遗传算法（Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅲ,NSGA-Ⅲ）进行寻优,得到帕累托前沿。（3）对得到的帕累托前沿,通过优劣解距离综合评价法（Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution,TOPSIS）根据设定的权重对结果的优劣进行排序,为决策者提供不同权重下综合效益最优的管网运行方案。将本文提出的供水管网运行优化方法应用至两个不同供水模式和规模的差别较大的供水管网Anytown模型和KY3模型中,结果表明运用该方法后,Anytown管网的加权平均水龄平均降低20%,能耗降低4%,背景漏失量降低23%;同时发现在Anytown管网中能耗与加权平均水龄和背景漏失量成反比,背景漏失量与加权平均水龄之间无明显权衡关系。KY3管网的加权平均水龄平均降低36%,能耗降低46%,背景漏失量降低10%;同时发现在KY3管网背景漏失量与能耗成正比,背景漏失量与加权平均水龄成反比,加权平均水龄与能耗成反比。本文提出的基于泵阀联合调控的城市供水管网系统运行优化方法,通过不同管网验证,不仅可以节能、控漏、保证供水安全,并且阐明了泵阀联合调控下供水管网系统的运行成本-背景漏失量-管网水质之间复杂的权衡关系,为制定综合效益最佳的调控方案提供了决策依据。