站在百米多高的丹江口大坝上，水库中群山连绵，层峦叠嶂，夕阳如同熔金般倾泻而下，将天际染成了橘红，余晖洒落在碧波荡漾的水面上，水质清澈通透，如同一幅恢宏壮丽的大地画卷。
丹江口水利枢纽地处湖北省十堰市丹江口市，位于汉江与丹江汇合口下游约800米处，是新中国成立初期我国自行勘测、设计、施工的大型水利枢纽工程，也是南水北调中线的水源工程。
丹江口库区风貌。供图/中线水源公司水库里的水，从这里出发，联通江淮，穿越黄河，最终直抵京津，惠及沿线26个大中城市及200多个县（市），截至今年11月底，已累计向北方调水超过680亿立方米，直接惠及人口逾1.14亿，成为京津冀豫四省市受水区的主力水源。
南水北调中线水源有限责任公司（以下简称“中线水源公司”）是南水北调中线水源工程项目法人单位。“为更好保障‘三个安全’（工程安全、供水安全、水质安全），我们构建了‘天空地水工’一体化智能监测感知体系，实现水库管理的全面信息化、智能化，确保一泓清水永续北上。”中线水源公司副总经理付建军在接受《中国新闻周刊》采访时介绍道。
今年是南水北调中线一期工程全面通水10周年。丹江口市水利湖泊局党组副书记张正有对《中国新闻周刊》表示，在过去十多年时间里，中线水源公司对丹江口水库的保护与治理，不仅有效激活了周边区域的经济发展潜力，为京津冀协同发展、长江经济带发展注入强劲动能，同时也为推动中部地区加快崛起提供了重要的生态支撑。
“民生为本，水质至关重要”
从水库中舀起一瓢清水倒入杯中，水质清澈透亮。张正有是地地道道的丹江口人，在他印象中，小时候水库周边无序养殖、非法捕捞等事件频发，且库区进出管控不严，人员可以随意进出。水库周边还散布着若干工厂，环境污染问题时有发生，水质和现在有天壤之别。
“丹江口水库建设初期主要是为了防洪和灌溉，随着南水北调工程的规划和实施，水库又承担了向北方调水的重要任务。”付建军指出，如今的丹江口水库，在持续发挥防洪、灌溉、供水功能的同时，还成为生态保护和水资源科学管理的重要载体。“民生为本，水质至关重要。”付建军说。
初冬的清晨，倪雪峰坐着小型冲锋舟快速穿梭在水库中。作为中线水源公司供水管理部的一员，他要定期对水质进行采样。中线水源公司在库区设立了16个人工监测断面，但由于库区面积广阔，每次采样，他们团队都需耗时两三天，特别是每年3月份之后，针对藻类容易生长的区域，还要每周进行一次专项巡查。
水质断面人工采样。供图/中线水源公司为了让水质监测变得更加智能，中线水源公司投入大量资源，设立了自动监测站，对各项水质因子进行实时监测，并根据水质因子的变化趋势进行预警。当某项指标达到预设阈值时，系统会自动触发告警，并通过短信或线上消息的形式将相关信息推送给相关部门。“我们计划在今年年底前实现16条河流的水质自动监测全覆盖，加快实施陶岔水质自动监测站和中心实验室提档升级，将更加及时、准确地掌握水库的水质变化情况。”倪雪峰表示。
为更有效地保护库区水质安全，中线水源公司于2021-2022年陆续与库周六县（市、区）人民政府签订了丹江口库区协同管理试点工作协议，建立了丹江口库区政企协同管理工作机制。中线水源公司充分发挥在库区巡查技术、资金等方面的企业优势，地方政府发挥县直相关部门、库区乡镇在库区管护方面的属地管理优势和行政执法优势，形成了在河长制框架下“县—乡—村”网格化政企协同管理机制，政企双方通过取彼之长补己之短，做好丹江口库区管护同题共答。
“以往库区管理工作常因缺乏综合性协调机制，致使各部门间信息传递不畅，工作中常出现任务重叠执行或关键管理环节缺失的问题。现在我们建立了统一协作体系，打破了过去流域机构、库区管理单位与库周各级政府、行政管理部门之间的壁垒。”张正有认为，库区管理单位与库区县（市、区）建立协同管理关系，这种创新协作模式的实施极大促进了库区管理提质升档，实现了资源的深度整合与高效配置，为库区的持续稳定运行提供了有力保障。下一步，中线水源公司拟扩大政企协同的工作范围，建立涵盖长江委有关部门或单位、中线水源公司、库周地方人民政府的丹江口库区政事企协同管理工作机制，织密库区政事企协同保护管理网，共同做好丹江口库区及其上游流域水质安全保障工作。
经过长期的保护与综合治理，丹江口水库生态环境显著改善，“水中大熊猫”桃花水母频繁在库区被发现——作为水质优良的“试金石”，桃花水母是生态环境良好的重要标志。监测数据显示，自南水北调中线工程通水后，丹江口水库水质常年稳定保持在Ⅱ类及以上。2023年，陶岔渠首断面水质符合Ⅰ类水标准共343天，占比94％，109项水质监测指标中有107项达到Ⅰ类。
智慧管理护航，共筑清水长流
“数字孪生技术作为一项前沿技术，我们历经了从理论探索到实践应用的自主研发、建设过程，实现了从无到有、从0到1的突破性发展。目前，数字孪生丹江口工程已入选数字孪生水利‘十大样板名单’。”在中线水源公司调度中心，中线水源公司技术发展部助理工程师肖文韬现场演示数字孪生丹江口工程的应用成效。在巨型屏幕上，实时展现着大坝性态、水质状况、库岸稳定性等多维度信息的同步映射与在线动态推演内容。
丹江口库区面积辽阔，当处于正常蓄水位时，其水域面积可达1050平方公里，库岸线更是绵延超过4600公里。面对如此庞大且复杂的管理对象，如何实现高效、全面的管理是一项极具挑战性的任务，而数字孪生丹江口技术的引入，无疑为南水北调中线工程这一“大国重器”的水源地装上了“智慧大脑”。
通过强化“卫星—无人机—岸基遥感—监测车船”等多源数据融合能力，中线水源公司构建了“天空地水工”一体化智能监测感知体系，并在多项关键技术上取得了突破性进展，使得数字孪生丹江口在防洪和供水实践中有效发挥预报、预警、预演、预案功能，为保障中线水源工程“三个安全”和支撑水利高质量发展发挥了重要作用。
“通俗而言，遥远的天际有卫星在感应，水域上空有无人机巡检，水库岸线有移动监测车船巡逻，还有数千个监测仪器24小时严密监控着水质变化、库岸稳定和大坝安全性态……所有的监测数据都汇聚到数字孪生信息化平台上，用可视化的方式对工程所有即将发生的变化趋势进行科学的推演和分析。”肖文韬介绍称。
例如，数字孪生系统不仅能够对自动监测站的预警情况进行推演，还能实现库区和入库支流任意位置、不同排放方式、不同污染类型的突发污染场景快速构建及模拟。此外，系统还能根据污染物的类型（如易溶于水或难溶于水）和含量，通过自主研发的一维、二维、三维水质模型，预演污染物的扩散路径。以油罐车坠入水库的虚拟场景为例，系统能根据不同流量下的水流情况，预测油污的运动路径与污染物扩散时间，从而评估对水库的影响。
如今，中线水源公司已经初步具有“四预”功能的数字孪生丹江口工程，并持续开展系统迭代升级。同时，在充分发挥数字孪生建设基础优势的前提下，中线水源公司从今年年初起，开始探索丹江口水库现代化运行管理矩阵建设，全力打造全国水库矩阵建设样板。
运用数字孪生丹江口工程系统进行实时推演。供图/中线水源公司所谓矩阵管理由“四全”管理、“四制（治）”体系、“四预”措施和“四管”工作等多个维度构成，每个维度下又包含多个具体的管理单元。这些管理单元相互关联、相互作用，共同构成了整个管理矩阵。“管理矩阵建设是在标准化管理基础上的进一步提升。标准化管理为整个工程的安全、稳定、高效运行提供了基础保障，而管理矩阵则是在此基础上，通过引入数字孪生等先进技术，实现更加精细化、智能化的管理。管理矩阵将维护‘三个安全’的管理任务落实到具体的16个管理单元中，形成了一个全面、系统的管理体系。”付建军介绍称。
“我们争取在2025年7月底前，基本完成丹江口水库现代化运行管理矩阵建设试点的各项工作任务，通过科技赋能新质生产力发展，打造具有水源地特色的现代化水库运行管理矩阵，加快建设丹江口大坝全息影像‘一张图’，实现工程要素的全息查询与三维立体展示，为南水北调中线工程的稳定运行和可持续发展奠定更加坚实的科技基础。”付建军说。
使命在肩，清水永续北上
丹江口大坝是汉江流域内规模最大的水利枢纽工程，而汉江，作为长江最大的支流，其流域的发展与长江流域发展息息相关。因此，丹江口大坝的战略地位决定了它在促进长江经济带生态环境安全、水资源配置、防洪减灾能力、区域经济协调发展以及可持续发展潜力方面有着不可替代的作用。
多年来，中线水源公司通过对丹江口库区及其周边生态的保护治理，成功激活了区域发展的内在潜能，实现了经济、社会、生态效益的和谐统一，诠释了“绿水青山就是金山银山”的理念。“随着生态环境的持续优化，丹江口构建了以水经济为主导的现代产业体系，把水资源优势转化为经济发展胜势。并依托‘中国好水’成功招引农夫山泉、华润怡宝、燕京啤酒等知名企业投资。”张正有说。
但值得关注的是，丹江口作为南水北调中线工程核心水源地和水源安全保障核心区，实施最严格的水资源管理和生态环境保护制度，这里的产业发展受到严格限制。因此在历年全国两会中，都有关于丹江口生态补偿或库区建设的建议。事实上，多年来中线水源公司一直倡导建立多元化生态补偿机制，调动各方力量，共同守护水源区水质与生态环境。付建军指出，根据现有数据，丹江口区域的生态补偿力度仍需加强。尽管丹江口每年都会获得一定的财政拨款，但这些资金往往难以满足生态发展与保护的全面需求。
付建军强调，生态补偿应注重公平交易原则，确保生态保护地区能够获得与其贡献相称的回馈。这种回馈不仅应体现在财政资金的扶持上，还应涵盖政策倾斜、技术援助、产业发展机遇等多维度的补偿措施。以库区为例，为保护库区生态，当前库区农业产业面临发展约束，亟须研发适应库区条件且具有经济效益的作物新品种。同时，库区拥有丰富的土地资源，如何合理规划利用这些资源，引入适宜的产业，也是社会资源参与生态补偿的重要途径。
付建军提出，要实现生态补偿的多元化和社会化，需要多部门的共同努力和协作。一方面，应加强基础科学研究，为生态补偿提供科学依据和技术支撑；另一方面，应积极探索社会资本参与生态补偿的途径和方式。通过政策引导和市场机制，激励企业和社会组织投资生态保护项目，形成生态保护与经济发展的良性循环。此外，政府还应加强对社会资本参与生态补偿的监管和评估，确保其行为符合规范且有效。
与此同时，付建军提到，丹江口水库管理控制流域面积大，涉及责任主体多，涵盖行业领域广，而现行相关法规文件缺乏协同、难以衔接，导致各方权责边界不明晰、相关目标要求得不到落实，因此，亟须出台丹江口水库管理与保护专项法律法规。虽然多位全国人大代表和政协委员都曾建议按照“流域统筹、水陆统管、协同统一”的工作思路，出台与南水北调中线水源地特殊地位相匹配适应的专项法律法规，厘清涉库管理各方的职责，从管理立法、行政监管、资金保障、技术支撑等方面破解水源管理与保护难题，但由于立法程序较为复杂，目前尚未取得实质性进展。
积力之所举，则无不胜也，如何确保“一泓清水永续北上”，还需要久久为功。
责任编辑：陈淑莲 张艳玲