上个世纪90年代以来,我国进入城市基础设施迅猛发展阶段.到2002年,7年间增长了近20个百分点,城镇自来水普及率超过80％<[1]>.但是鉴于给水管网的自身属性和工作特点,给水管网的建设并非一劳永逸的事情,可以预见到,在大力建设给水基础设施阶段之后随而来的将是长期不懈的基础设施维护与改造工作,其中给水管网的维护与改造是其中最为重要、最为困难的一个部分<[2]>.本文从哈尔滨市给水管网系统改扩建工程的实际出发,介绍了多种关于管网事故率预测模型,并对各种模型的特点,及应用时的优缺点进行了分析.并且对通过管网事故率预测模型衍生出的管道全周期成本计算公式和管道最优服役年限计算公式给予了一定的介绍与分析.阐明了管段事故率预测统计学模型在管网改造方面的应用意义,并且通过该种模型的应用为后续的管网现状工况分析以及优化改造设计的实施提供了依据<[3~5]>.通过对管网系统动态特性的探讨,详细阐述了给水管网建模理论知识和步骤,针对哈尔滨市道里、道外区给水系统所面临的改扩建问题,结合实际工程,建立了哈尔滨市现状管网系统模型和哈尔滨市规划管网系统模型,为管网系统的优化改扩建设计奠定了坚实的基础.在进行优化改扩建的技术经济学研究的基础上,运用管段事故率预测模型及管段改造诊断模型,结合管网水力分析进行了管网改造定线工作.在管网改造决策变量的选取过程中,选择改造管段管径,及管道减压阀为决策变量,在求解时采用分阶段求解办法,将特殊问题转变为一般问题,利用现有优化算法给予计算解决<[7]>.本文在进行管网改造模型求解时采用的是目前较为流行的遗传算法.