自压输水管网系统灌溉与其它节水灌溉方式相比具有节水效益显著、土地利用率高、对地形适应性强、输水速度快、灌溉效益高、运行管理方便等优点,但管网系统一次性投资大、规划设计内容复杂,骨干管网首部工程中过滤器易堵塞,管网运行中存在渗漏及爆管问题。因此,进行系统的优化研究对保证管网安全有效运行,节约工程投资有着重要的现实意义。本文以新疆典型自压输水骨干管网系统为研究对象,在总结并借鉴国内外管网优化研究成果的情况下,针对目前自压骨干管网存在的渗漏、爆管等问题,采用理论分析与工程实例相结合的研究方法,分别对自压骨干管网系统管材、管径及过滤器三方面进行了研究,在节约工程投资的同时保障了管网的可靠运行。本文的主要研究成果如下:(1)根据自压输水管材特点,从经济性、物理性质、可靠性及适应性四方面建立了自压输水管材综合评价指标体系,对玻璃钢管、钢管、预应力砼管、球墨铸铁管、PCCP管与PVC-U管6种可用管材,采用模糊综合评判数学模型优选管材,结果表明,在DN160～DN600中输水管材宜选用PVC-U管,在DN800～DN1400中输水管材宜选用玻璃钢管。(2)在管网路径确定后,针对管径优化问题,以管网投资和运行管理费用年折算值最小为目标函数,管网水力性能和管网节点水量可靠度为约束条件,建立农田管网管径优化模型,采用改进的粒子群算法对模型求解,结果表明,在节点水量可靠度R_i=0.7时,管径组合方案为最优方案。(3)根据灌区所在乌鲁瓦提水文站2001～2008年各月实测流量的水文资料,采用河道原型各级流量的河道断面输沙率公式,以3%的推悬比得出2001～2008年悬移质沙量数据,利用小波分析得出悬移质沙量在整个时间域内变化的主周期,采用BP神经网络模型对悬移质沙量进行预测,根据不同无机物含量或粒径下的常用过滤器选型情况,得到灌区过滤器的选型情况为沉淀池+筛网过滤器(叠片过滤器)。