农村供水系统是发展农村经济的重要基础设施,是改善农村生活条件、确保农村饮用水安全、促进农村经济发展、提高农民收入的基础,同时关系着广大人民群众的身心健康,是维持广大人民群众的根本利益,落实科学发展观,构建和谐社会的基本要求,是促进农村发展和缩小农村与城市差距的必然要求,是全面落实小康社会,建设社会主义新农村的重要内容。所以,做好农村饮水安全工程具有重要的现实意义。在供水工程中,输配水管网的投资费用一般占工程总投资费用的50%-80%,而且还影响到电能消耗费、运行管理费、供水系统的性能及可靠性,加之农村饮水工程点多、面广、线长,公益性兼有扶贫性的特点,所以对农村供水管网进行优化设计是十分必要的,本文结合宁夏农村饮水安全工程,应用数学建模与最优化理论,进行了供水管网优化设计研究,主要完成的工作是：(1)管网布局结构优化,以管网建造费用与运行管理费用之和为最小建立单目标优化模型,进而推求单位流量年计算费用,并将其作为管段权值,采用狄克斯特拉(Dijkstra)算法与Excel的自动计算功能相结合,在Excel的电子表格中进行了最短路径搜索,生成经济的管网布置形式,即：费用最低的管网布置方案,为下一步管径优化组合奠定基础。(2)管径优化组合,从管网的经济性和可靠性两方面出发,建立多目标优化数学模型,在建模过程中,将可靠性定义为“节点富余水头加权平均值”和“管网恢复力”,使得对供水管网可靠性评价更加直观和定量化。(3)通过工程实例进行验证,运用Excel中的规划求解功能及其0-1规划功能进行计算,计算结果表明：采用此方法计算的结果与用传统方法计算结果相比较建造及运行管理费用节约了14.72万元。实践证明,利用Excel中的规划求解功能及0-1规划功能比传统方法更经济,也易于设计人员掌握和操作。