淮河是中国的七大江河之一,流域水资源总量为828.47亿m<3>,但人均水资源占有量仅为全国人均占有量的21.4％,世界的6.8%.近年来,随着淮河流域工农业生产的发展和人口密度的急剧增加,该地区被日益严重的污染问题所困扰,其水污染问题已发展到直接危及沿淮两岸人民生存的地步,引起了国家的高度重视.淮河流域内每年因污染使100~300亿m<3>的水丧失或降低其使用功能.流域各主要河流水质较差,淮河以北的支流水质劣于V类水,淮河南部水质为Ⅱ类.许多超V类水的重要河段已丧失了原有的使用功能.目前国内仅限于采取行政手段来治理有关流域的污染,而缺乏有关流域水污染防治管理的科学研究.为了正确指导淮河流域的污染治理,更科学更合理地安排治理项目,避免或减缓水污染危害,同时为流域水质管理服务,仅靠行政手段来进行污染防治是不能从根本上解决问题的,需开展适合于淮河的枯水期水文水质模型的研究和开发.该系统中,我们在上一轮863课题的基础上,与水利部淮河水利委员会水资源保护局合作,采用基于曙光系列机的高性能计算手段,吸取国际上流行的丹麦水力学研究所开发的流域大尺度水文水质综合管理模型MikeⅡ的优点,结合淮河流域的实际生态环境,开展淮河流域枯水期水文水质综合模型的研究,建立水质预报系统.其中的模型计算采用数值方法,用Preissmann四点隐式有限差分格式(时间加权,空间中心)进行离散,所得的非线性代数方程组用收敛速度较快的Newton-Raphson迭代法进行求解.由于整个淮河水系的水质管理涉及沿淮大部分城镇及所有水文水质监测点资料的获取和分析处理,其数据量和计算量非传统方法可以胜任,在这里我们引入了目前最先进的互联网技术--数据网格技术,结合高性能计算手段,解决了在水质预报系统中有效获取、处理淮河流域Tb、Pb的水情、水质数据等难题,提高了运算效率和精度,同时也验证了数据网格这种新技术在数据密集型计算应用中的有效性.系统投入使用后,可为淮河流域沿河两岸的工农业生产和居民安全用水提供准确的水质信息,并提供科学的防污调度决策依据,其所能产生的经济效益和社会效益是不可估量的.水文水质综合模型的研究弥补了目前仅靠人为决策治污所存在的不足之处,其建模方法及核心模型同样可推广至其它流域.该项目受国家863项目"淮河水资源保护与管理"应用网格(合同号:2002AA104560)以及中国科技大学创建高水平大学项目资助.