我国供水管网改造问题既有其普遍意义，也存在着独有的特点，虽然供水管网改造问题长期以来，一直是供水领域的一个主要研究方向，但是研究思路拓展不够，借鉴相关领域的研究成果较少，研究的问题主要局限于优化改造模型的建立方法及求解方法上，没有对模型建立的前提条件（如管网静态数据分析结果、工况分析结果等）进行很好的研究。同时，传统的供水管网优化改造模型为单目标优化模型，单目标模型的不足表现在两方面：一是模型本身的缺陷、二是求解方法的缺陷。　　针对上述问题，本文着重从供水管网优化改造的决策变量选取、多目标优化模型的建立及求解两个方面入手，进行深入的研究。通过将管段老化统计学模型、网络可靠度计算、多目标优化模型建立及求解理论引入供水管网优化改造问题的解决体系当中，从而将管网优化改造问题的优化内容进行扩展与完善。完整的建立从决策变量的科学选取、多目标优化模型的建立至多目标优化模型求解的一套系统的管网多目标优化改造方法。　　在决策变量选取阶段通过管段老化统计学模型、供水管网可靠度计算理论及供水管网工况分析方法的应用，科学、合理的进行决策变量的选取，为优化改造模型的建立提供一个优良的基础，将改造过程中的经验性方法由科学方法代替。针对供水管网改造传统单目标优化模型的缺陷，本文将供水管网优化改造问题利用多目标优化模型进行描述，增强了模型的客观性、合理性。同时采用改进型非控制排序遗传算法（NSGA-II）对多目标优化模型进行求解。克服了采用权重系数或惩罚函数带来的不确定因素。通过对NSGA-Ⅱ算法引入人工诱导基因变异算子，大大加快了种群的收敛速度，使得种群在进化初期便收敛至解的可行域内，通过接下来的进化寻找问题的全局最优解。不仅改善了算法的计算效率而且增加了算法的搜索广度，提高了算法的计算效果。　　另外，本文对于对供水管网优化改造问题求解起辅助作用的技术：供水管网数字化管理、供水管网微观水力模型自动简化技术，也进行了适当的研究。对供水管网专用 GIS组件式开发进行了尝试，通过利用组件式开发模式，实现了供水管网专用 GIS的快速、高效二次开发，为供水管网优化改造的实现，打造了一个数字化的平台。通过对供水管网微观水力模型自动简化方法的研究，实现了精简管段、节点，同时最大限度的保持简化前后模型平差结果一致性的目的。在简化管网节省计算时间的同时又很好的保存了原始管网的拓扑信息。通过对供水管网微观水力模型进行简化,既可以突出需要解决的问题，而且对于提高问题求解的速度和提高解的合理性都有积极的意义。　　最后，以一个具有典型代表性的管网优化改造工程案例对文中提出的供水管网多目标优化理论进行验证。结果表明，管段老化统计学模型及供水管网可靠性分析的应用对于科学的进行供水管网改造决策变量优化选取很有意义，该两种方法的应用为供水管网优化改造打下良好的基础。并且，通过将供水管网改造问题描述为多目标优化模型，利用改进型非控制排序遗传算法对多目标优化改造模型进行求解，克服了采用权重系数或惩罚函数带来的不确定因素，不仅改善了算法的计算效率而且增加了算法的搜索广度，提高了算法的计算效果。