摘要：南水北调中线工程输水线路长，沿线分水口门和控制设施多，水力学及调度控制响应是工程设计与运行管理的关键。在收集、整理南水北调中线相关资料的基础上，建立了南水北调中线基础地理、输水线路、控制工程及相关建筑物的综合数据库。采用自主开发的tgis平台，集成了南水北调中线总干渠一维和局部二维、三维数学模型，在该平台下，能够进行输水能力计算、水力控制响应分析，为工程设计、管理和运行调度提供了基础平台。

关键词：南水北调工程; 电子渠道; 水力学模型; 系统集成

中图分类号：tp391;tv68文献标识码：a文章编号：16721683（2007）02002803

digital canal of the middle route of southtonorth water diversion project

wei jia-hua,wang guang-qian,chen zhi-xiang,zhang cheng,wang kai

(state key laboratory of hydroscience and engineering, tsinghua university, beijing 100084，china)

abstract: the main channel of the middle route project of south-to-north water transfer has a long route, a vast water supply district and numerous water-diverting outlets along the channel, hydraulic feature and response time and sensitive to operation are most important problems for engineer designing and operating. both spatial and attribute data of the water diversion project related are managed d on rdbms. four computation models for hydraulic calculating the channel flow of the whole channel reaches are developed and integrated with tgis. under the digital canal platform, the water transfer capability, canal operation responsibility and canal performance can be fulfilled. the integrated digital canal can be used for the engineering design, project management and water supply regulation. 

key words: south-to-north water diversion project; digital canal; hydraulic model; system integration

1引言

南水北调中线工程是一个复杂的大型跨流域调水工程，输水总干渠渠线长、南北跨度大，供水区范围广。南水北调中线工程纵横1 277 km，总干线（含天津干线）穿越大小河流686条，其中集流面积大于20 km2的205条。全线有各种交叉建筑物1 753座。按建筑物类型分，大型河渠交叉建筑物（交叉断面以上集水面积在20 km2以上）共有164座，左岸排水建筑物（交叉断面以上集水面积小于20 km2）有468座，渠渠交叉建筑物有133座，铁路交叉建筑物有41座，公路交叉建筑物有736座，控制建筑物201座，输水隧洞有9座，泵站1座，共计1 753座［1］。从中线长距离调水工程的调水能力和水力调配过程来看，总干渠的设计特点为断面大、流速小，沿程众多的渡槽、倒虹吸、隧洞及控制建筑物，这些都是控制渠道输水能力的关键因素。对于这样一个复杂的大型调水工程，从调水工程的优化运行来看，工程的规模和复杂性都要求具有更为科学的决策方法和工具。要保证这样一个复杂的系统安全可靠地运行，在水量的优化调度方案确定之后，能够正确地实施该方案，做到供水及时，调蓄有序，无弃水或少弃水，并使整个系统运行稳定是成功输水的重要体现。为实现工程信息数据的一致性、提高模型分析和应用系统开发，建立一个集工程参数、空间分析和数学模型于一体的电子渠道平台，研究工程输水能力和系统运行控制模式，对研究系统的输水能力和水力调配具有重要作用，同时也可为工程设计和运行管理提供基础平台。

南水北调中线电子渠道平台，是在收集、整理南水北调中线总干渠工程的可行性研究、设计及相关资料的基础上，建立与输水工程相关的综合数据库，对南水北调中线水源区、输水工程相关的基础地理、输水渠道、设计参数、输水控制工程（节制闸、退水闸、分水口等）、受水区相关的自然、经济、社会等要素构建一体化的数字集成平台和虚拟环境，集成一维和二维水力学模型，为水力复核、水力响应分析及调度运行方案论证提供模拟分析、信息支持和决策分析环境。

2电子渠道平台设计

南水北调中线工程空间跨度大、资料多，通过建立南水北调工程中线电子渠道，将空间信息与刻画输水渠道水流特征的数学模型集成，形成研究输水系统水力过程的基础平台。在电子渠道平台上，表现和模拟渠道水流的运动和传输过程，在数学模型的基础上，研究不同设计参数和运行方案对水流过程的影响。主要包括：

（1）输水渠道的电子化，建立与调水工程相关的数据库系统。南水北调中线设计工程量大，且工程设计参数还处于调整过程中，数据的一致性，解决分布的、异构的信息共享和交换问题是一个重要问题，建立电子渠道，能够保证再更新