南水北调中线工程是一项正在规划兴建的为解决我国水资源地区分布不均衡,优化资源配置的大型跨流域调水工程。其输水总干渠线路长、土石方挖填量巨大、混凝土工程量大,受到自然条件和社会经济诸多因素的制约。工程设施布点和供应配送安排是工程施工组织设计的难点所在,急需采取现代优化技术手段进行科学的规划设计,以加快工程建设速度,合理优化资源使用,提高工程施工组织决策水平。本文以系统工程理论为基础,以资源优化配置为目标,运用运筹学建模方法及优化理论,依照南水北调中线工程河北省南段总干渠实际施工组织情况,对施工组织中的土方挖填平衡、拌和楼布置、骨料料源选择三个问题建立数学模型。然后运用数学规划中的线性规划、混合0-1 规划的思想进行优化求解。并对比河北省水利水电第二勘测设计研究院给出的可行性研究方案,统计分析了模型的优化结果,对结果的合理性给予客观的评估论证,验证了优化方案的可行性。为了给水利工程项目法人提供施工组织和管理决策参考依据的,须建立一个相应的施工组织设计决策支持系统,以提供友好系统界面来支持数学模型基础数据、模型参数的录入修改,模型的运算调用以及优化结果、统计数据的输出显示。论文遵从软件系统设计开发思想,详细描述了系统的功能、逻辑结构、模块以及数据库的设计,然后阐明具体实现流程。该系统初步应用效果表明其确能起到合理规划施工组织问题,节省工程投资,提供科学决策依据的作用。