本论文是结合城市给水管网改扩建实际工程完成的。众所周知，城市给水管网是城市供水系统的重要一环。一方面城市给水管网是连接水厂与用户的“桥梁”，另一方面城市给水管网的投资占整个供水系统的50％～70％，同时也占用供水系统约30％～50％的能耗。因此，经济合理地进行给水管网优化设计成为降低城市给水管网建造及运行费用，提高供水企业竞争力的重要一环。城市给水管网优化必须满足各种水力约束条件，故在应用遗传算法对城市给水管网进行优化的过程中必须结合管网的水力计算，水力计算结果的好坏直接影响到优化结果的好坏。因此对给水管网的优化模型及水力计算进行分析是非常有必要的。本文在吸收前人研究成果的基础上，提出一种平方根计算方法与节点法相结合的管网水力计算方法。通过该水力计算算法在工程实例中的应用，发现其运算效果良好，收敛快速，达到令人满意的效果。本文在对几种常见优化方法进行分析、比较的基础上，提出采用遗传算法作为管网优化的计算方法。同时，针对传统遗传算法中常出现的问题，本文提出一种改进遗传算法。在工程实例中的应用表明，该改进遗传算法无论是在计算结果还是在收敛速度方面，都远远优于传统遗传算法。应用遗传算法优化结果进行给水管网设计的优化设计法与传统设计法在四川省某市给水管网改扩建实际工程中的应用表明，优化设计方案要比传统设计方案节省管网造价。作者还对遗传算法的性能进行分析，对算法中的各个参数的取定范围提出建议，并在文章的最后为今后的研究提出建议。