北京
站在南水北调中线工程陶岔渠首，眼前清波荡漾，汩汩清水正从丹江口水库涌入干渠，沿着1432公里长渠横跨长江、淮河、黄河、海河四大流域，一路润泽北方。
这是8月4日拍摄的南水北调中线工程陶岔渠首。（晋涛 摄）
截至8月7日，南水北调中线工程累计向北方调水突破800亿立方米，惠及河南、河北、天津、北京近1.18亿人。近日，记者深入南水北调中线工程核心水源地丹江口库区，解码一泓清水北上的科技密码。
走进紧邻陶岔渠首的南水北调中线水源公司陶岔水质自动监测站，这座占地约400平方米的站房内无人值守，多台自动化仪器正安静高效地运转，监测着氨氮、高锰酸盐、总磷、总氮、重金属等19项水质指标和6项气象指标，水泵每4小时自动抽取水样，24小时生成6组监测数据实时上传至后台。一旦发现水质异常，采样单元还会自动将水样预留在水箱中保存24小时，以便人工带回实验室复测。
来到浮游生物在线智能监测设备前，下方可见一台正在工作的显微镜。水样通过管道自动输送至载玻片，显微镜会自动拍照并由算法分析，屏幕上实时显示出藻密度与各类藻种占比，有害藻类的增殖能被快速识别并预警。
不远处，一个个透明的水罐吸引了记者的注意。水罐内，几条小巧的中华青鳉鱼正游动不息。水质自动监测站工作人员介绍，这是水质在线生物安全预警系统，系统利用传感器实时捕捉小鱼的游动频率与活动轨迹。通过观察鱼类的生理状态，能侧面反映水体中是否存在微量毒素，对传统水质监测方法是一种补充。
罐中正在游动的小鱼。新华社记者张阳 摄
河南陶岔渠首是南水千里北上的“总龙头”，监测其水质对保障一库清水北送具有重要意义。水利部长江水利委员会水资源节约与保护局副局长王海伟告诉记者，目前，丹江口库区及主要入库河流已建成23个水质自动监测站，实现16条主要入库河流水质自动监测全覆盖。
除了水质自动监测站，丹江口库区还建立了多种手段于一体的监测网络。低空无人机巡航、高空卫星遥感、地面固定设备监测、水面无人船巡逻……它们全天候、全空间、多要素地监测着库区水质。
在库区岸边，一艘橙色的小型无人船正漂浮在水面上，船上装有智能显微镜和监测装备，能自主作业，实时获取水温、pH值、溶解氧等关键指标。
南水北调中线水源公司供水管理部工作人员告诉记者，库区正试运行高光谱水质监测技术，推动水质监测由传统“点位监测”向“面域感知”升级。
丹江口库区水域辽阔、岸线绵长，仅依靠点位监测，难以完整反映全域水质状况。高光谱水质监测利用不同物质对光波的反射、吸收特征反演水质指标，能够快速获取大面积水域水质信息，进一步提升藻类增殖、水污染风险的早期预警能力。
来到数字孪生丹江口系统的演示大屏前，全库区的三维场景一览无余。这是各种海量监测数据最终汇聚的地方，也是决策分析的智慧中枢。
数字孪生丹江口系统界面。新华社记者张阳 摄
现场，工作人员向记者演示了一场突发污染演练：假设一辆油罐车在渠首上游坠库，系统随即仿真推演油膜扩散轨迹，并自动给出处置预案。通过调整大坝下泄流量等手段，引导油膜向可控区域移动并处置，避免影响南水北调中线干渠陶岔渠首供水安全。
这套平台同样服务于日常巡护。当系统识别上游洪水裹挟漂浮杂草等风险时，预警信息自动推送至巡查人员手机上，工作人员快速赶赴现场清理，实现风险闭环处置。
依托全方位智能监测体系，数字孪生平台具备预报、预警、预演、预案“四预”功能，为守护一库碧水筑牢技术屏障。
近年来，南水北调中线水质稳定达到地表水Ⅱ类及以上标准。在丹江口库区，对水质极为敏感、素有“水中大熊猫”之称的桃花水母近年来频繁出现，是水质优良的鲜活见证。
“我们将切实维护南水北调工程安全、供水安全、水质安全，综合运用科技、工程、管护各类手段，全力确保一泓清水北上。”水利部长江水利委员会主任廖志伟说。（记者张阳）
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