Всебічно досліджено систему подачі та розподілу води (СПРВ) і критерії, за допомогою яких зроблено оцінку ефективності його роботи. Уперше задачі проектування та експлуатації систем водопостачання в штатних і аварійних режимах математично сформульовані як багатокритеріальні задачі узагальненого математичного програмування. Розроблено математичні моделі, які адекватно описують процеси, що відбуваються в СПРВ. Запропоновано алгоритми розв'язання задачі раціональної експлуатації та проектування систем водопостачання, що є розвитком багатокрокових алгоритмів розв'язання задачі багатокритеріальної оптимізації щодо специфіки СПРВ. Теоретично досліджено задачу локалізації аварійної ділянки шляхом топологічних перетворень - графа мережі. Доведено твердження, що постулюють, про єдиність розбивки графа на локалізуючі компоненти та єдиність розбивки графа на гіперграфи. Створено програмний інструментарій - пакет програм, впроваджений в управління водопровідно-каналізаційним господарством міст України з реальним економічним ефектом 970 тис. грн і очікуваним - 2,5 млн. грн, що використовується у вищих навчальних закладах.