随着信息化建设的逐步深入和供水要求的不断提高,越来越多的供水企业认识到了建立给水管网水力模型的重要性。管网建模是一项系统工程,建立一个能够真正实用的模型需要付出相当多的财力和精力,采用一个架构良好的模型软件和一套系统的模型校验数据收集方法,不仅可以节省大量的重复劳动,而且能够以较低的成本获得更高精度的模型。因此,本文将模型软件和校验抽样设计作为主要研究内容,希望能够开发出一套较为实用的模型软件,提出一种实用的校验抽样设计算法。给水管网水力模型软件是进行管网建模的必备工具。虽有众多商业建模软件,但这些软件价格普遍较高,且未必能够满足水司所有的实际需求。以EPANET为代表的开源模型软件提供了另外一种选择,但功能有限。因此,本文提出将GIS强大的图形表达能力和EPANET的模型计算能力相结合开发模型软件。首先选择ArcGIS作为开发用的GIS平台,解决了EPANET数据模型与GIS数据模型的异构问题,基于Geodatabase建立了管网模型数据库。然后对EPANET源代码进行了必要的修改,添加读取模型数据库的功能,并采用COM技术对其进行了封装。在此基础上,在.NET中基于ArcGIS Engine实现了基本的模型软件功能,包括管网流向、等水压线和供水路径分析等,并成功应用于实际的建模项目。不确定性是导致给水管网水力模型出现误差的根本原因。本文从模型结构、模型参数、模型预测和实测数据四个方面对模型的不确定性进行了全面分析。为消除这些不确定性的影响,得到一个较为精确的模型,需要对模型进行校验。模型校验并不只是对管线粗糙度系数和节点用水量的调整,而是包括了从实测数据收集到微观校验的整个过程。微观校验从本质上来说是一个非线性参数估计过程,最终得到的未知参数的估计值的可信程度取决于实测数据的数量和质量,而实测数据收集是一个典型的实验过程,通过优化设计能够以较小的成本得到具有较高可信度的未知参数的估计值。基于此,本文在实验优化设计理论的基础上将校验抽样设计构造为一个多目标优化问题,目标包括成本和不确定性两类,通过成本系数和测量精度权重将压力监测点和流量监测点统一进行考虑,并在此基础上确定了判断已有监测点是否满足校验要求的方法。本文使用ε-MOEA和交叉熵算法对上述多目标问题进行求解,通过三个实例对其性能进行了验证,并与其他方法进行了对比。结果表明,本文提出的两种方法优于已有的方法,并具有很多良好的性能。其中交叉熵算法收敛速度快,较适宜小规模管网,ε-MOEA更为灵活,能适应不同规模的管网,但算法参数需要根据实际情况加以确定。