随着国民经济的蓬勃发展，城市用水量的增加，使得现有的城市供水管网系统已经开始不能满足城市发展的需要，城市供水已经成为经济发展的制约因素。同时由于城市给水管网使用年限增加导致水质恶化、爆管和漏失现象时有发生，影响城市正常供水，能耗巨大。因此，经济合理地进行管网优化改扩建，挖掘现有管网系统潜力，满足城市用水需求，对降低供水能耗、提高投资效益有着重要的意义。 在收集大量资料的基础上，简介了给水管网建模理论、意义及其应用，指出微观建模与管网改扩建之间的密切关系。从建模理论出发，结合鸡西市鸡冠区管网实际工程，建立了鸡西市鸡冠区现状管网和2020年规划管网模型，为管网系统的优化改扩建设计奠定了坚实的基础。并对现状管网进行工况模拟计算和管网分析，其结果显示与实际管网基本相吻合，证实了建立的管网系统模型的有效性。 针对鸡西市地形复杂、管网陈旧老化和布局混乱的特点，根据管网模拟分析结果，科学合理地确定配水系统改扩建方案和改扩建管径，取得了良好的效果。 本文总结了目前应用的各类改扩建理论的优缺点，建立了鸡西市给水管网改扩建优化模型，并根据鸡西市当地的实际情况求解了给水管网优化设计参数。 针对优化改扩建设计问题为复杂非线性规划问题、其决策变量管径的离散化特点以及目标函数为多峰值函数的特点，选用遗传算法求解改扩建模型。针对传统遗传算法在实践中常出现的一些问题，对算法进行优化。应用优化后的遗传算法对所建立的鸡西市管网优化改扩建模型进行编程求解，结果表明该优化后的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，同时也证实了所建立的模型有效性。