在市政与环境工程建设中，城市污水管网所占总投资的比例很大。对污水管网进行优化设计，寻求满足各种技术条件，且能使整个系统的敷设或运营费用最低的设计方案，不仅具有重要的理论和应用价值，而且具有明显的经济和社会效益。本文基于街区道路和相关地理信息，建立了城市污水管网系统布置的双向网络图模型，并用改进的Dijkstra算法求得污水管网的系统布置方案。在此基础上，通过建立污水管网水力计算的基本数学模型，综合运用直接优化法的基本思想，提出可行的最优敷设方式，并以系统提供的管网动态信息作为决策依据，对可行敷设方案进行取舍，为污水管网的全局优化提供了一种有效的方法。同时，本文还利用VB语言开发了以优化技术为核心的污水管网优化决策系统，依据管网图论并利用遍历树算法，对污水管网设计的层次关系进行拓扑排序，能自动完成管网基础信息的提取和整个管网的优化设计，适用复杂的城市污水管网的优化设计。最后，将研究成果应用于实际工程设计，结果表明本文提出的优化方法及其系统软件的可行性和实用性。