农村供水系统是农村经济发展的重要基础设施,是发展农村经济、提高农民收入、确保农村饮用水安全和改善农民生活不可替代的物质基础,同时也是建设新农村、缩小城乡差距的必然要求。所以,做好农村供水工程具有重要的现实意义。在整个供水系统中管网部分的基建投资最高,而且涉及到庞大的能耗,一般要占到工程总投资的60%～80%。由于农村地区经济基础较薄弱、居民居住分散、供水区域较大以及供水管线较长等特点,农村供水管网多采用的是树状管网或混合管网,这不同于城市环状供水管网的计算。本论文作者通过参考大量查阅国内外相关研究文献,充分搜集整理资料以寻求农村供水管网规划最优方案以及最合理的计算方法。具体内容如下:(1)建立供水管网多目标模型。本论文通过参考大量文献,对管网可靠性进行分析,用节点富余水头对管网可靠性进行衡量,从而建立以供水管网的可靠性和经济性作为目标函数的管网优化设计多目标模型,即建立以节点富余水头、管网建造费用和运行管理费用之和最小的目标函数,并以标准管径及最小管径约束、节点水头约束、水力平衡约束、管段流速约束和泵站可供水量的约束等为模型的约束条件。(2)管网优化布置是管网优化设计的前提,本文以寻求管网总长度最短为目标,采用动态规划法寻找树状管网最短路线的最佳布置方案,即将树状管网的优化布置分成两个阶段来完成,第一个阶段是根据设计人员经验得出几种符合设计规范的布置形式;第二阶段是在第一价段的基础上,根据动态规划理论研究每一种布置形式的管径优化问题。(3)考虑到农村管网的改扩建工程以及联网工程日益增多,农村供水模式逐渐由单村供水模式向集中供水模式和联村供水模式发展,本文遵循最短距离原则,进行分区管网间的合理连接与布局,并建立了相应的优化设计数学模型。(4)本文根据管网计算的特点,分别采用了整数编码、轮盘赌选择法、适合整数编码的算术交叉方法、改进的变异概率以及惩罚函数法将约束问题转化为非约束问题建立的广义适应度函数。(5)通过山东省兖州地区漕河镇新建供水工程实例进行验证,运用MATLAB进行了编程计算,计算结果表明:改进的遗传算法与原有的传统方法相比总费用节约了9.21万元,实践证明改进的遗传算法比传统的方法更经济。本论文旨在通过以上研究为农村供水管网的新建及改扩建提供一种优化方法,在保证管网水力稳定性和可靠性的条件下寻求年建造费和运行管理费用的最小化。因而,本论文的研究具有一定的理论意义和实用价值。