随着城市用水量的增加,以及城市供水管网由于使用年限的增加而导致的水质恶化,带来了许多影响正常供水的问题,因此城市普遍面临着进行给水管网系统优化改扩建的问题,这也是长期以来各城市自来水管理工作者面临的重要问题.由于供水管网投资大、管理费用高,经济合理的进行管网改扩建能够节省大量的资金投入,实现良好的经济效益和社会效益.该文从哈尔滨市给水管网系统改扩建工程的实际出发,运用灰色神经网络方法对城市中长期用水量进行了预测,建立了灰色神经网络GNNM(1,1)用水量预测模型,达到了在数据较少情况下提高预测精度的目的,编程实践证明是可行的.通过对管网系统动态特性的探讨,详细阐述了给水管网建模理论知识和步骤,针对哈尔滨市给水系统所面临的改扩建问题,结合实际工程,建立了哈尔滨市现状管网系统模型和哈尔滨市规划管网系统模型,为管网系统的优化改扩建设计奠定了坚实的基础.在进行优化改扩建的技术经济学研究的基础上,建立了城市给水管网系统优化改扩建设计模型,并采用了一种新的管道造价公式来进行管网技术经济分析.针对哈尔滨市的实际情况,求解了管网系统优化设计参数.针对优化改扩建设计问题为复杂非线性规划问题、其决策变量为离散变量及其目标函数为多峰值函数的特点,综合了遗传算法中的两种高级实现技术—小生境遗传算法和遗传模拟退火算法对所建立的优化改扩建设计模型进行了编程求解,通过对哈尔滨规划管网改扩建管段进行优化计算的实践证明这种方法的可行性和实用性,同时也说明所建立的模型的可行性.