漕河土渠

下车亭隧洞出口

　　研究目标和任务

　　1  研究目标

　　南水北调中线工程是解决京津华北地区缺水伺题的重大战略性基础设施，工程建成后的运行调度直接影响到工程安全和效益的发挥，工程沿线用水户位于不同的地域，各自特点不同，缺水程度不一，从合理利用水资源角度出发，要求将水源区有限的水资源进行合理分配，为国民经济发展和人民生活水平的提高发挥尽可能大的效益。输水总干渠采用自流输水，线路长，沿线分水口门和控制设施多，运行调度边界条件复杂；无在线调节水库，渠道水位允许变幅有限，在保证输水工程安全运行的同时，一方面希望最大程度满足用户要求，另一方面又希望最大程度发挥渠道的输水效益，运行条件苛刻。与我国现有供水工程的运行调度相比有较大的差别。

　　可行性研究的调水规划是在过去一段时期长系列水文、水资源分析，受水区需水量预测成果的基础上，确定的中线工程总干渠规模、分水口门规模以及分水量。某种意义上讲是一种确定工程设计指标。工程建成后实际运行期间水源区、受水区水资源储存状况、受水区需水量等与通过系列资料分析概化的设计指标比，均有一定的差距，还应结合运行期间不同时段水源区水资源的储藏量、不同受水区实际需水量进行适时调配，分别确定年度内不同供水时段的供水计划。

　　中线工程贯穿长江、淮河、黄河、海河四大流域，涉及北京、天津、河北、河南、湖北等省(直辖市)，流域间和地区间水事关系复杂，调水与防洪、发电、航运、灌溉等水资源利用应综合平衡，生产、生活、生态用水部门在利用外调水和本地水之间需要协调，水源区和受水区的来水情势、需水情势季节性变化大，存在着相互制约、相互影响的关系；其水资源管理是一个典型的涉及多流域、多地区、多部门的多目标复杂决策问题。

　　对于如此复杂的水资源大系统，如何协调各地区各部门之间的水资源供求关系，进行科学、合理、高效、便捷的调度，是促进工程效益充分发挥，促进水资源在更高层次和更大范围上重新优化组合和平衡，以及经济效益、社会效益、生态环境效益统一关键性之一。

　　南水北调中线采用以明渠自流为主的输水方式，沿线无调节水库，渠线长约1432km，沿途有61个节制闸控制渠道的输水过程，由88个分水口门向用户供水，运行过程中，要求干渠沿线各类控制设施有机配合，安全地将用户所需水量按规定的时间送到用户手中，并避免正常运行过程中弃水。

　　输水系统由明渠和一系列交叉建筑物及控制建筑物组成，任一分水口门分水流量发生变化或节制闸的闸门开度发生变化都将引起渠道一定范围内的水位波动，且沿线渠道流量需要在一定程度上进行调整，其调整幅度与流量变化的幅度、变化过程、相关节制闸配合情况等因素相关；为渠道运行安全，运行过程中需要将水位变化控制在一定的范围内，流量变化满足各用户配水要求。

　　在输水过程中，由于沿线控制设施多，运行期间局部或个别部位的控制设施设备难免出现一般性故障或需要检修维护，运行调度方案应能根据用水户的供水计划和特性合理的安排一般性维护和检修以及大修时间。做到一般性维护与检修基本正常供水，大修与当地水资源配合不影响(或尽可能小影响)用水户的生产生活。

　　总干渠跨越不同的气候区域，在冬季部分渠段存在冰期输水问题，此时，总干渠一部分渠道常年处在无冰输水状态，另一部分渠段冬季可能处在有冰输水状态，输水调度需要解决不同渠段相互配合，满足有冰输水渠段在冰盖形成过程中、冰盖下、冰盖溶化过程中的水位流量控制要求。

　　渠道沿线穿越众多的河流、公路、铁路，沿线地址条件复杂，当由于自然灾害、交通事故或其它原因，要求渠道某部位紧急截断水流或短期内大幅度改变流量，以便于控制事故扩展，减小破坏损失时，相关控制设施需要有机配合，采取相应的紧急处理措施。

　　综上所述，运行调度研究需要针对中线工程的特点，创造性解决上述诸多的供水调度问题，实现中线工程的效益。因此，本项目研究的总体目标是在满足汉江水资源合理配置的条件下，如何将丹江口水库有限的水资源进行合理分配，并将北调水按计划安全、适时、适量、高效地输送到各分水口门。

　　2  研究任务

　　中线工程供水调度涉及水资源合理分配和总干渠输水调度。丹江口水库优先满足汉江流域用水的基础上向北方受水区调水。在制定供水方案时，不仅要研究水源区的供水计划，还需要将丹江口的可调水量与受水区的水资源进行调剂和分配，实现水资源的合理配置和南北兼顾。在北调水水量分配中还需要考虑输水损失和总干渠输水能力等因素。因此，水量分配是供水调度的重要组成部分，制定合理的水量分配原则非常重要。本项目中应对以下内容进行研究：丹江口水库不同水平年可调水量、不同水平年受水区的需调水量、北调水量各省市的分配原则、根据实测资料对供水计划滚动修改的方法，以及输水损失、渠道输水能力对供水量的影响。

　　供水方案确定后，输水调度是实现供水目标的途径。输水调度与渠道的输水控制方式、水流特性、渠道控制设施、渠道内的冰情，  以及紧急情况下的应急方案有关。需要开展以闸前常水位方式作为中线输水控制方式下渠道对水流变化的响应特性研究，建立全线水力学模型模型；研究安阳以北渠段冰情对输水的影响，以及相应的调度策略；研究全线闸门调度控制模式及指令生成方法；研究紧急情况的分类、分解方法及对策。

　　2008年京石段应急供水工程具备通水条件。为应对奥运会期间的供水任务，将京石段应急供水调度方案的编制作为一个独立的课题，先期开展起来，在工程完工的同时可以投入使用。

　　本项目的工作成果仅是中线工程调度与管理系统的一个子系统，即水调业务子系统。整个调度与管理系统还包括监控、安全监测、通讯、设备管理、检修维护、基础数据、办公自动化等。在本项目中还应考虑与中线工程整个调度系统的衔接。

　　根据以上分析，本项目的总任务是：先期编制京石段应急供水调度方案；研究并建立运行期间水资源分配方法；对总干渠输水过程中正常运行、非常运行和应急调度方式进行研究，提出中线总干渠运行调度参数、运行调度方案、输水调度规程(初稿)以及相应的软件系统。