城市给水管网在保障经济建设和人民生活中发挥着重要的作用。给水管网投资大、费用高，一般给水管线的投资占到工程投资的50％以上，给水管网的优化设计直接影响工程的投资。然而给水管网优化设计是一个非线性、多约束、多变量的离散优化问题，如何对管网进行科学的设计已经成为国内外专家学者关注的问题。　　蚁群算法由于具有鲁棒性、正反馈、分布式计算等特点，是一种适合于离散优化问题的智能搜索算法。文中采用蚁群算法对城市给水管网问题进行优化设计，论文的主要工作如下：　　1.分析蚁群算法的特性，针对算法在搜索中后期易陷入局部极小值的问题，提出一种蚂蚁种群分工机制，在算法搜索停滞时对蚂蚁种群进行分工，不同子种群分别负责对解空间的不同位置进行搜索；针对蚁群算法信息素更新过程中的信息素增量值，提出一种能够反映当前解优劣性的信息素增量值计算方式，并对参与信息素更新的蚂蚁数量进行优化。将文中提出的改进蚁群算法应用到TSP问题中，实验结果表明改进后的蚁群算法能够有效地跳出局部最优值，算法能够从本次迭代结果中提炼出更加有效的信息，具有较好的全局搜索能力。　　2.针对城市给水管网系统的优化设计数学模型进行分析，对管网模型中的惩罚函数进行分析研究并优化，应用自适应惩罚函数取代传统的常量惩罚函数，经过优化的自适应惩罚函数可以根据迭代中所找到解的优劣性进行自适应调整。应用改进蚁群算法对不同规模的双环给水管网与Hanoi给水管网优化设计问题进行求解，实验结果表明改进蚁群算法给出的管网设计方案在满足工程要求的同时造价最低。　　3.利用Visual Studio C＃与Microsoft Office Access数据库相结合开发了单机版城市给水管网监控管理系统，实现了多权限人员登录、多种查询方式的管网查询、管网运行状态实时监控、管网历史报表查询和管理等基本功能，在此基础上将监控管理系统与智能算法相结合实现为新旧管网改扩建提供智能优化决策以及为爆管事故进行分析并提供策略建议。软件可以帮助实现城市给水管网的高效、现代化管理和对紧急事故快速有效地处理，提高管网运行管理水平。　　文中应用蚁群算法来解决城市给水管网优化设计问题，对蚁群优化算法存在的问题进行了改进研究，提出一种具有种群分工机制的改进蚁群算法并将其应用在城市给水管网优化设计中取得了较好的效果。利用Visual Studio C＃与MicrosoftOffice Access数据库等工具开发信息化管理的城市给水管网监控管理系统，为城市给水设施管理提供信息服务和技术支持。