随着我国经济的不断发展,我国城市供水管网建设也得到了突飞猛进的发展。供水管网建设一般包括管网规划、管网设计和管网管理三大内容,管网规划在整个管网建设中占据重要地位,传统的管网规划算法具有优化速度慢,难以找到最优管网设置方案等问题。本文以城市管网优化为研究对象,以满足使用要求情况下管网建设费用最小目标,采用改进量子遗传算法得到了管网优化的较优方案,本文研究的主要内容如下:首先,在介绍城市管网系统重要性的基础上,论证了供水管网优化对于城市建设重要意义,并讨论管网优化中常用的几种算法。其次,在论述管网基本概念的基础上,论述了包括水头损失计算,质量能量守恒水力学方程在内的供水管网水力学方程和给出供水管网水力计算方程组。在介绍供水管网模型优化目标的基础上,给出了考虑约束条件下的城市供水管网优化数学模型。再次,在概述遗传算法起源、特点和操作方法的基础上,结合量子理论构建量子遗传算法,针对基本量子遗传算法优化效率不高,无反向搜索能力的问题,采用概率接受和多种群算法进行改进,并且通过数值仿真验证了改进算法的效果。最后,采用改进后的量子遗传对经典管网模型进行优化,在对模型进行适度简化的基础上,构建了自适应惩罚函数,并用改进后的量子遗传算法分别优化双环供水管网和Hanoi供水管网,通过仿真实验表明,相对其他算法来说,改进后的量子遗传算法具有较强的优化能力。通过本文的研究表明,改进的量子遗传算法具有较强的搜索能力,能够用于管网优化设计中,从而为管网优化设计提供了一个新的思路和方法。