随着城市现代化建设的加快，配水管网建设在市政工程中占有了越来越重要的地位。由于给水管网优化技术的运用能够产生巨大的经济效益和社会效益，不仅可以节省大量的资金，而且还能改善整个管网的水力条件，因此具有很好的工程前景；然而目前管网优化技术缺乏工程实用功能，而且计算机作为一种强大的现代工具，并没能得到充分的应用。本文根据以往的文献资料及相关工程经验，针对给水管网优化设计这一课题做了深入的研究，提出利用分层分解协调算法将管网优化设计问题分解成流量优化、管径优化及管径取整三个子课题的思想，并分别采用广义简约梯度法、遗传算法与广义简约梯度法相结合的混合遗传算法及简单遗传算法来求解三个课题。本文对遗传算法作了很多的改进，采用了自然数编码技术、扩大采样空间技术、惩罚策略、算术交叉和动态变异技术，并将遗传算法与GRG法有机地结合起来，改善了遗传算法的性能，充分地提高了搜索的效率和精度。本文还开发了以优化技术为核心的给水管网CAD，实现了在CAD中自动搜索并提取管网的拓扑信息及节点流量的自动预分配，建立了管网信息的Access数据库，从而能更为方便地进行管网优化设计。此外，本文以Visual C++作为管网数据库开发平台，实现了对数据库数据的提取，优化计算以及数据反馈。最后，本文结合工程实例验证了算法以及管网CAD的实用性。