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以复杂数枝状干线注水管网系统为研究对象，以节约投资、增加经济效益为目的，运用注水管输理论、图论和最优化设计理论，给出了注水管网拓扑结构优化设计的数学模型。并从实际应用的角度出发，针对其计算量大和不易求得精确解的特点，将管网拓扑结构优化设计分解为配水间、注水站、注水干线节点的优化设计，求得该问题的近似解。通过设计实例检验了方法的可行性和正确性。