本论文是结合某山地城市新区给水管网规划的实际工程而完成的。众所周知,山地城市给水管网与平原城市管网有很大的区别:首先,山地城市管网及其水源地面标高相差悬殊,致使管网整体能耗高,低区管段压力大,爆管问题严重;第二,受山地城市布局的影响,山地管网延伸远,成环困难,可靠性低;第三,与平原地区管网相比,山地管网基建投资高,运行管理费用也高。因此,从山地城市的特点出发,设计出经济、合理、高效运行的管网,降低给水管网的建造及运行费用,成为提高供水企业效益的重要环节。本文针对山地城市管网的特点,从多个角度进行了探索和研究。主要工作和结论如下:(1)对常用的几种水量预测模型进行了分析和讨论,同时针对灰色GM(1,1)模型自身的缺点提出了改进,即对原始数据进行滑动平均处理和采用等维信息模型来提高水量预测的精度。并通过实际资料对常用的几种预测模型和改进GM(1,1)模型进行了预测效果对比分析,结果表明:改进预测GM(1,1)模型能较好的处理坏数据的影响,克服了GM(1,1)模型灰度大的缺点,较之GM(1,1)模型预测精度更高,可实际用于城市供水系统中长期负荷的预测。(2)对山地城市分区管网进行了水力分析和供水能耗分析,提出了分区管网节能优化模型。(3)针对山地城市加压泵站多、造价高的特点,对给水管网优化模型的基础式提出了改进,增加了加压泵站基建费用部分,并最终提出了符合山地城市分区管网特点的经济优化模型。(4)由于山地管网分区优化模型属于大型混合离散变量求解问题,难以求得最优解,因此本文采用了分层求解算法对该问题进行计算,将优化问题分解成两个子问题,即布局优化问题和管网参数优化问题,其中管网参数优化子问题使用模拟退火算法求解。最后,使用分层协调求解法和模拟退火算法对江南新区给水管网进行了优化设计,优化结果证明了优化算法的可行性和有效性。