我国农业用水总量常年占用水总量的60%以上,且主要用于农业灌溉。加快推进农业高效节水技术的大范围应用,是缓解国内水资源供需矛盾、保障农业稳定发展和国家粮食安全的重要举措。我国农村地区基础设施相对落后,管道灌溉系统与供水管网系统发展尚不能完全满足农村地区生产生活的需求。农村地区的管道灌溉系统在设计上还缺乏智能化的手段。并且,针对我国农村地区输水距离长、长期缺乏维护的特点的供水管网研究较少。此外,在我国管网设计中,还未有比较通用的辅助软件,设计工作存在诸多困难,这些都制约着我国农村建设。论文在总结国内外研究的基础上,针对低压管道灌溉管网通用化程度不高,难以考虑轮灌组划分和农村供水管网较少考虑事故工况等问题,开展了管网系统优化方法及辅助设计软件研究,取得的主要成果如下:（1）针对复杂的灌溉管网。提出了考虑设计者工程经验的轮灌组划分条件下灌溉管网管径通用化优化方法,并结合工程案例对设计的代码程序进行了验证。灌溉管网在布置形式上相对复杂,主要对管网的管径进行优化。以经济指标作为优化目标,并结合约束条件建立优化模型。使用Matlab软件,应用基于不可行度的遗传算法对模型进行求解,得到管径计算结果,再利用符合农业水力学特性的管网计算方法来进行管线设计。由于灌溉管网的设计需要人为考虑工程经验,因此本文在代码设计时专门设计了通俗易懂的表格作为用户输入源,在轮灌组等设计上引入设计者的工程经验。在案例分析中,通过Matlab使用改进的遗传算法对复杂管网的管径进行了优化设计。在机压灌溉管网系统优化后年总费用、管道建设总费用、干管总费用、分干管总费用、抽水高度、抽水年费用均有明显减少,其中分干管建设费用减小幅度最大,主要原因是优化方案采用变径管,更加经济合理。使用相同的案例,在假设不同自压水的工作压力下验证算法的稳定性。自压灌溉管网中,当供水水压较大时,地面灌溉管网系统各段的管径总体较小。随着自压供水压力的加大,干管和分干管的总建设费用均减小,符合预期,也说明本算法总体上是稳定可靠的。也说明该模型和优化算法是科学合理的,计算结果是稳定的。（2）针对农村地区供水管网。提出了考虑事故工况的农村供水管网单目标与多目标优化设计方法,实现了可用于农村供水管网管径的自动化优化。采用改进的遗传算法与NSGA-II算法,分别对单目标与多目标两个模型进行求解。单目标优化模型以年费用最低作为优化目标,多目标优化模型的优化目标综合考虑了年费用与平均节点富余水头。采用了整数编码的方式实现了农村地区管网多目标最优模型下的每一个管径都是整数,并以二进制编码方式对泵站水头进行编码。在NSGA-II算法中利用帕累托曲线,可以得到管道的优化结果,并结合LM算法得到管径与流量关系。这可以有效地降低管道的造价和运行费用。通过算例验证,这种方案既能充分考虑到供水的经济和可靠度,又能较好地适应突发事件时的给水需求。利用该方法,可以根据用户提供的高程、节点需水量等基础资料,从而为合理、经济的管径规划提供依据。研究发现,在综合多目标和事故工况的条件下,尽管多目标函数以及考虑事故工况的优化方法所得到的年费用高于单目标优化模型,但是该方法能较好地兼顾供水管网的可靠性指标,从而能有效地减少管网故障发生的几率,在实践中更具可行性。（3）针对辅助设计软件研究。基于Auto Lisp语言的Auto CAD二次开发,初步实现了灌溉和供水管网优化结果的自动绘图。本文重点做了Auto CAD的二次开发的研究,使用Auto Lisp语言进行编程。它可自动读取由Matlab计算结果储存的txt文件,获取其中的管径优化结果。在项目区的CAD图中,根据管线编号自动识别管线位置,并进行智能标记管径大小。此项工作为复杂的灌溉管网的优化和计算机辅助设计提供了一种较为通用的CAD制图方法,为今后CAD系统的计算机辅助制图设计提供了一个新方法。