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1、江苏省苏北地区水资源配置监控监控调度系统工程调度运行系统设计说明书 概述（19-11-12）第一章 概述1.1 引言江苏省苏北地区水资源配置监控调度系统工程调度运行系统设计说明书是根据江苏省苏北地区配置监控调度系统工程调度运行系统开发合同书（合同编号：SPJDI-0402）要求编写的，包括调度运行系统的现状分析、需求说明、新系统的逻辑方案、运行环境分析，以及开发实施计划等，该说明书经江苏省苏北地区水资源配置监控调度系统工程建设处（甲方）认定，将作为南京水利科学研究院（乙方）进行系统详细设计和软件开发的基本依据。1.2 项目背景本调度运行系统是苏北地区水资源配置监控调度系统工程的重要组成部分。苏
2、北地区水资源配置监控调度系统工程是水利部确定的全国5个信息化建设试点项目之一，是一项基于现代信息和网络技术的示范性工程。该工程以信息采集传输系统、运行监测监控系统为基础，综合数据库为纽带，水资源管理、优化配置和调度运行系统为核心，为江水北调和苏北供水管理提供信息支持和技术保障。在基本构成上，包括信息采集系统、运行监测监控系统、通信传输系统、计算机网络系统、综合数据库系统、调度运行系统和决策支持系统等7个子系统。工程分布在江苏省苏北地区的扬州、淮安、宿迁、徐州、连云港、盐城等六个市和江都、总渠、三河闸、淮沭河、骆运等五个省属管理处。为了提高系统的技术开发水平，甲方和乙方联合申请了水利部948项目
3、水资源调度运行系统，将引进国外先进的WMS模型、SMS模型、RIBASIM模型和部分配套硬件和设备用于本系统的开发。乙方在完成调度运行系统开发合同的基础上，还将按照引进国际先进水利科学技术合同书水资源调度运行系统（项目编号200214）的有关要求，提交相关成果。本系统运行所需数据均从相关水文、水情和工情等数据库中提取，部分控制运行数据也可以人机对话方式录入。所需上游来水量的有关参数在数据库中提取。洪泽湖、骆马湖（石梁河水库）、微山湖的调节计算、湖库水位过程预报均由调度运行系统完成。苏北地区水资源配置监控调度系统工程调度运行系统由江苏省苏北地区水资源配置监控调度系统工程建设处委托南京水利科学研究
4、院开发。1.3 系统开发目标1.3.1 目标调度运行系统的开发目标：面向决策者需要，针对江水北调工程运行管理和调度决策特点，开发在地理信息系统环境支持下，具有调度形势分析、调度预案生成、调度方案评估、调度方案辅助决策等功能，初步实现江水北调系统调度决策和运行管理自动化的调度运行系统，使江水北调工程的运行管理和调度决策更趋科学、合理。1.3.2 内容调度运行系统的开发内容包括：(1) 建立现状形势分析环境；(2) 建立实时水量调配模拟模型；(3) 建立在线水流仿真模型；（4）建立调度运行系统专用数据库；（5）在GIS支持下将来水预报模型、需水预测模型、实时监测系统、实时水量调配模拟模型、在线水流
5、仿真模型和专用数据库等综合集成。1.3.3 范围本期工程调度运行系统的覆盖范围为：江水北调工程输水干线与洪泽湖、骆马湖、微山湖所组成的江、淮、沂沭泗水系的直接供水区域，其外边界一般为输水干线和调蓄湖泊周边的直接取水口门及干线分水口门。但从苏北供水调度的实际需要出发，对重要支线灌溉总渠、盐河、废黄河、淮沭新河、徐洪河等河道，计算、仿真及调度范围应延伸到本级支线的最末端控制站点。1.4 系统功能在来水预报、需水预测、长江潮位预报以及实时监测供水、用水状态和泵站、河道、湖泊运行状态的基础上，通过系统提供的决策分析环境帮助决策者分析和掌握江水北调系统现状供需水形势；通过系统提供的实时水量调配模拟模型帮
6、助决策者对各种调度方案进行模拟计算，预测各种方案的实施后果，确定不同预见期内各市（县）和重要口门的水资源分配和供水水源组成，并可对下一时段系统计划需水量作出预估分析；通过系统提供的在线水流仿真模型帮助决策者对各种调度预案实施后，江水北调输水干线和湖泊的实时水流过程进行仿真计算，预演水流在输水干线和湖泊中的输运与演变过程，生成可行调度方案集，并根据需要，将结果反馈给实时水量调配模型，及时对系统运行进行调整。可行方案的仿真过程与系统监测相结合，将检验系统内发生的异常分水情况。1.5 系统运行环境系统的运行环境将在用户需求分析的基础上，与现有系统环境及资源分析、正在建设的相关系统和即将建设的部分系统
7、相衔接，其中网络环境为100M快速以太网到桌面；系统硬件环境包括省防办室二台正在运行和将要购置的一台服务器，以及省水文局、省供水局相关服务器，客户端微机采用基于Intel PIII或PIV处理器的微机；系统软件环境基于现有的服务器操作系统和数据库管理系统，采用可视化为主体的软件开发工具、目前流行的GIS开发工具和平台，实现模型分析结果表达的图形化、可视化和多媒体演示。1.6 参考资料（1）江苏省苏北地区配置监控调度系统工程调度运行系统开发合同书（合同编号：SPJDI-0402）；（2）苏北地区水资源配置监控调度系统工程调度运行系统招标文件（合同编号：SPJDI-0402）；（3）引进国际先进水
8、利科学技术合同书水资源调度运行系统（项目编号：200214）；（4）苏北地区水资源配置监控调度系统工程可行性研究报告，2001；（5）苏北地区水资源配置监控调度系统工程第一阶段工程实施方案（初步设计）的综合数据库系统、调度运行系统、决策支持系统，2001。（6）苏北地区水资源配置监控调度系统工程调度运行系统系统分析说明书，2002.713江苏省苏北地区水资源配置监控监控调度系统工程调度运行系统设计说明书 工程现状（19-11-12）第二章 工程现状2.1 研究区概况2.1.1自然地理江苏省苏北地区南襟长江，东临黄海，地处淮、沂、沭、泗下游。京杭大运河、通榆河纵横南北，苏北灌溉总渠、通扬运河等灌
9、排河道横穿东西，地理位置十分优越，整个区域内地势平缓、水网密布、气候温和、日照充足、雨量南丰北枯，光、热、水三者配合协调，广袤的苏北平原极有利于农业的发展。（1）水文江水北调工程系统，跨淮河、沂沭泗两大水系，以京杭大运河为依托，南起江都抽水站，北至微山湖，连绵400余公里，穿越扬州、淮安、宿迁、徐州四个市，范围分属江都、高邮、宝应、楚州区、清浦区、淮阴区、泗阳、宿豫、宿城区、邳州、新沂、铜山、贾汪十四个县（市、区），苏北灌溉总渠、淮河入海水道、徐洪河、分淮入沂（二河、淮沭河）、废黄河纵横其间，洪泽湖、骆马湖与其相连。洪泽湖是淮河下游的大型平原水库，集水面积15.8万km2，湖底高程约10m，现
10、状防洪设计水位16.0m，死水位11.3m，正常蓄水位13.0m，兴利库容31.51亿m3。淮水分别通过三河闸由入江水道经高邮湖、邵伯湖入长江，通过高良涧闸经苏北灌溉总渠入黄海，通过二河闸经二河进淮河入海水道和废黄河，或相机经分淮入沂从新沂河入黄海，设计总排洪能力已达到15300 m3/s。骆马湖是沂沭泗下游的大型水库，汇南四湖、邳苍区间和沂河来水，集水面积5.2万km2 。1959年建成常年蓄水水库，现防洪设计水位25.0m，死水位20.5m，正常蓄水位23.0m，相应兴利库容6.89 亿m3 ，通过嶂山闸、皂河闸两泄水口，分别泄入新沂河和骆马湖以南中运河。苏北地区以洪泽湖、骆马湖为主要灌溉
11、水源，同时凭借京杭大运河，以江都站为起点，抽引长江水源由南向北输水直至微山湖，解决沿线用水。根据地形和水系，沿线共设置江都、淮安、淮阴、泗阳、刘老涧、皂河、刘山、解台、沿湖等9个梯级枢纽工程。除沿湖梯级外，每个梯级枢纽均设有拦河节制闸、抽水站以及通航船闸。大运河系统是一个综合利用的水利枢纽系统。其主要功能有：灌溉、城市供水、防洪、排涝、航运、江水北调和水力发电。（2）气候苏北地区位于我国从亚热带向暖温带过度的气候区，大致以淮河苏北灌溉总渠为分界，南部属湿润的亚热带气候区，北部属半湿润的暖温带气候区，具有明显的季风环流特征，冬干冷，夏湿热，四季分明。年平均气温在14左右。夏季最高气温北端为43、
12、中部41、南端38.7，历年极端最低温度北端为-22.6、中部为-20、南端-17.7。常年主导风向，冬季多西北风，夏季多东南风。年内降雨多集中在夏秋两季，在六、七月间，冷暖气团在淮河以南遭遇，常产生锋面低压和静止锋，形成阴雨连绵的梅雨期，七、八月份受台风影响，常伴有来势凶猛的特大暴雨，历年平均降雨量北端为851mm，中部为987mm，南端为1030mm。该区的自然水体的多年平均蒸发量在950-1100mm，陆地蒸发量的多年平均值在660-800mm，因此平均年降雨量的70%以上消耗于蒸发。全年无霜期由北端的216天渐变到南部的224天，无霜期较长。全年日照时数达2100-2350小时。（3）
13、水资源苏北地区水资源主要由降雨产生的地表径流、地下水及江、淮、沂沭泗的过境水组成。本区雨量充沛，多年平均降雨量在850-1100mm，年际年内变化较大，由于汛期雨量集中，调蓄库容有限，短期内形成了大量的废泄水，雨量的有效利用率低；地下水开采量较少，主要集中在骆马湖以北片。江水北调工程系统地跨亚热带和暖温带，由于区内水资源时空分布不均和水环境的差异，导致南部里运河片水资源相对较丰富，骆马湖以北中运河片比较短缺。而且由于淮沂沭泗上、中游近年来水量减少，洪泽湖、骆马湖、微山湖适当扩大兴利库容的规划尚未落实，以及江水北调梯级翻水能力有限，水资源南丰北枯的状况，还将继续存在。根据江苏省水中长期供求计划报
14、告的分析，苏北淮河流域的水资源具有如下特点：1）产水率低，本地径流少。淮河流域多年平均降水总量608亿m3，折合为年降雨量964mm，年降水总量中的75%，被植物蒸腾、土壤和地表水体蒸发所消耗，25%形成地表径流，折合年径流深237mm。2）由于季风气候的影响，本地径流量季节变化大。年径流量在年程分配上呈铃形分布，70%以上集中在汛期，最大月径流量一般出现在6、7月份，约占年径流量的35-50%，而最小月径流量一般出现在1、2月份，占年径流量的1-2%。地表径流的地区分布不均匀，南部大于北部，多年平均径流深的变化幅度在100-300mm之间，东北部的赣榆山丘区河流源短流急，是径流高值区，年径流
15、深约300mm，西北部丰沛地区为低值区，年径流深不足150mm。其他平原水网区年径流深均在250mm以下。3）蓄水能力差，过境水利用受限制。江苏地处江、淮、沂、沭、泗河下游，过境水量约为本地径流量的40倍，为水资源开发利用提供了有利条件，但过境水量的年际、年内变化巨大，除长江干流以外，淮沂沭泗过境水总量不少，多年平均径流量400多亿m3，淮河最大年径流量达到800亿m3，最小年份仅30亿m3，相差26倍，年际来水量变化幅度较大，又由于苏北属平原地区，兴利调蓄库容小，正常年景仅能利用来量的20-30%，约100-130亿m3，形成了洪水期间，上游来水量太大，无处蓄存，被迫弃水，也加重了防洪负担，
16、抗旱期间，上游来水量太少，无水可用。而长江源远流长，水量丰沛且稳定，多年平均年径流量达9730亿m3，相当于年平均流量30900m3/s，最枯年份也有6320m3/s，是苏北地区较稳定可靠的水源。地下水资源包括深层地下水和浅层地下水，与降水、地表水有直接水力联系的是浅层地下水。苏北地区可开发利用的主要是浅层地下水，浅层地下水的补给来源较多，其中降雨入渗补给量所占比重最大。苏北灌溉总渠以南，地下水资源模数为10-15万m3/ km2，苏北灌溉总渠以北一般为20-30万m3/ km2。主要消耗于潜水蒸发和河沟侧排，两者占总排泄量的90%以上，实际开采量仅占7%上下，总渠以南地下水埋深在0-1m之间，总渠以北地下水埋深一
