摘要：针对目前我国各城市供水企业所面临的管网改扩建的这一课题，本文作出了深入的研究。首先对未来年限的用水量进行了四种方法的预测：单元指数回归法、残差辨识预测法、线性灰色预测GM（1,1）法和非线性灰色预测GM（1,1,）法。其中GM（1,1,）法较好的克服了需水量变化呈线性和长期预测计算值发散性的局限，使拟合值的变化呈非线性，从而取得较高的拟合精度和预测效果。续而的改扩建优化工作的数学模型包括四大部分：改造布局优化、改扩建管径优化、水源优化和加压泵站优化。为了克服一直以来的管径圆整和改造布局优化的两大难题，采用模拟退火的玻尔兹曼机法对前两部分进行求解，直接得到了市售管径和较优的改造布局；后两部分采用对初值要求不高、优化效果明显的广义简约梯度方法。整个改扩建的管网系统的优化采用系统工程的分解协调法来完成。