近年来我国在城市供水管理与管网优化研究方面已取得长足的进步,但与发达国家相比,在供水管网事故状态下的管理与优化调度的研究则处于比较落后的状态。针对这种情况,本文以哈尔滨市开发区供水管网为例,应用数学建模与最优化理论,在总结分析国内外研究成果的基础上,对城市供水管网爆管事故状态下的运行调度所涉及到的几个关键问题进行了系统研究,力求供水管网系统在事故时的调度决策正确、运行优化,以最大限度的降低事故的影响范围和程度。针对城市供水管网时变性和周期性的特点,利用供水管网的拓扑关系和集合论原理,提出了一种确定供水分界线的方法;利用MAPGIS强大的网格划分功能和数值分析中的内插法,确定了供水管网等水压线图的绘制方法;利用数理统计中聚类分析的方法,得到了一种确定不同事故状态下供水管网压力监测点的方法。通过对两种图论基本搜索算法的比较,确定了供水管网系统爆管事故状态下的关阀搜索方法——深度优先算法,进而在MAPGIS平台下建立了管网事故状态下的关阀搜索模块,实现了管网单事故点和多事故点的关阀搜索。通过对供水管网系统事故状态下的用水量特点和水泵的水力特性的分析,建立了以事故时段内泵站的运行能耗最少为目标的泵站优化调度数学模型,并利用水泵的水力特性对其进行了简化。在数学模型的求解上,本文尝试采用0-1完全枚举法和既约梯度法相结合的混合算法,研究结果表明该算法具有较高的精度和较快的搜索速度。对哈尔滨市开发区供水管网系统爆管事故状态下的仿真模拟结果表明,本研究所建立的泵站优化调度模型与MAPGIS地理信息系统相结合能够有效的提高供水企业应对事故的能力。