图① 三门峡市生态环境监测人员进行饮用水源地有机物污染物分析。 王阿芳 摄

　　图② 三门峡水利枢纽矩阵平台智慧大屏。 赵帅 摄

　　走进位于郑州市金水区的模型黄河试验基地1号大厅，一条800米长的微缩河道蜿蜒铺展——这便是按1∶600水平比尺、1∶60垂直比尺复刻的黄河下游河床模型，将小浪底至陶城铺河段476公里的黄河河道地貌浓缩于此。

　　自2016年起，每年汛前，这条模型黄河都会进行洪水预演试验，为守护母亲河寻得科学答案。随着防汛决策迈向数据驱动时代，数字孪生黄河悄然诞生。数字孪生三门峡、数字孪生故县、数字孪生小浪底、数字孪生万家寨、数字孪生大汶河等系统陆续上线，在实践中开展了迭代应用。

　　“数字孪生黄河将模型黄河的物理规律转化为数字算法，把实体试验升级为实时仿真，推动治黄从‘试验优化’迈向‘智能预判’。”黄河水利科学研究院泥沙所副所长张防修如此解释了两条黄河的关系。

　　作为黄河入豫第一市，三门峡市域干支流积极融入数字孪生黄河建设浪潮，以数字技术化作无形的手，为多个领域赋能，担当起防洪预警先锋、灌溉管家、生态守护者等角色，为黄河流域生态保护和高质量发展注入数智动能。

　　图③ 三门峡水库现代化管理矩阵平台功能展示。 张哂昭 摄

　　图④ 故县水库大坝检测全景可视化平台。 梁倩瑶 摄

　　“数字镜像”赋能大坝管理

　　古有大禹治水，今有科技治黄。

　　9月7日15时，在三门峡水利枢纽运管中心，“接黄河水利委员会调度指令，开启防汛闸门，按3000立方米每秒流量下泻……”随着值班人员一道道操作指令的下达，三门峡水利枢纽投入2025年汛期黄河调水调沙运用，相关信息同步更新至三门峡现代化水库运行管理矩阵平台的显示屏上，“四全、四制、四预、四管”模块清晰排布，实时水情、泄流孔洞状态、库区监测数据一目了然。

　　作为黄河中游关键控制性工程，始建于第一个“五年计划”的三门峡水利枢纽，承担着防洪、防凌、灌溉、供水、发电等多重使命。在“十四五”期间，随着数字孪生黄河加快建设，“孪生”而出的三门峡水利枢纽被建立在信息数据之上。

　　“当前正是主汛期，如何治水防汛？首先就是要充分了解水情沙情。过去仅靠人工绘图、查表计算，汛期时电话打‘爆’也赶不上水势变化，防汛纯靠经验判断。现在不一样了，我们有了它。”三门峡水利枢纽网信中心主任刘谋指着数字孪生平台自豪地介绍着。

　　作为水利部首批矩阵建设试点水库，数字孪生三门峡水利枢纽平台于2024年完成一期工程，潼关至三门峡库区的L2级数据底板、枢纽工程的L3级BIM模型相继建成，大坝安全分析预警模型、蓄水淹没模型等投入运行，让三门峡水利枢纽拥有了“数字镜像”。

　　“我们系统还接入了卫星遥感、大坝安全监测、水文监测、高清视频等信息数据，实时采集水位、流速、含沙量、设备状态等各项数据，正努力构建‘天空地水工’一体化监测体系。”刘谋介绍。

　　如今，数字孪生平台已基本实现对三门峡库区的察“颜”观“色”、把“脉”问“诊”——

　　空中，无人机可按预设航线巡检坝体、岸线，结合岸线监控设备，实时回传的4K影像可精准识别船只入侵、水面漂浮物等隐患；水中，无人测船搭载声呐系统扫描河床地形，监测泥沙淤积变化；坝体之中，数百个传感器24小时采集应力、渗压等数据，数据实时汇入大坝安全监测系统，与数字孪生平台联动，形成“监测、分析、预警、处置”的全面管理。

　　更深层的数智之变在于其管理逻辑。“我们不是在看数据，而是在看趋势。”刘谋介绍。依托DeepSeek、千问等大模型构建的三门峡矩阵管理平台，汇聚了枢纽运行以来的海量运行数据、调度方案、科研成果，形成了独特的“水利大脑”，实现了“预测—预警—预演—预案”的闭环调度能力。

　　2025年黄河调水调沙期间，三门峡水利枢纽借助数字孪生平台，与小浪底等水库协同调度，泄流运用102个小时，最大出库流量3690立方米每秒，最大出库含沙量253千克每立方米，出库沙量0.5亿吨，精准冲刷下游河道，助力减少泥沙淤积，实现了腾库迎汛、水库排沙、生态补水等多目标共赢。

　　“一张图”精准农田灌溉

　　数智赋能不止于防洪安澜，更延伸到保障农业丰收的灌溉环节。

　　三门峡市域最大的黄河支流弘农涧河，其配套水利工程——灵宝市窄口水库及灌区，以智能灌溉系统实现水资源高效利用。

　　“过去浇地是大水漫灌，现在用浅埋滴灌，水肥顺着‘毛细血管’直接到根。”在灵宝市焦村镇西章村，农技人员刘巧燕蹲在玉米垄间，道出了节水灌溉的新变化。

　　焦村镇西章村位于灵宝市窄口灌区，该灌区是三门峡市唯一的大型灌区，设计灌溉面积35.5万亩，涉及焦村镇、五亩乡、阳平镇、函谷关镇、西阎乡等8个乡镇206个行政村，是当地农业灌溉的“命脉”。

　　近几年，窄口灌区按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”要求，以灌区业务应用为导向，推动数字化、网络化、智能化改造，努力让每一滴水都用在“刀刃上”，破解了黄河流域农业用水效率不高的难题。

　　实灌面积、流量、水深、流速……走进窄口水务管理局调度指挥中心，灌区渠系、各类水工建筑物、监测站点等灌区“神经末梢”传回的信息组成灌区管理“一张图”系统，灌区全貌以二维图像的形式展现在眼前。

　　“灌区‘一张图’，是我们数字化和标准化管理的基础。我们正努力通过该系统给灌区装上‘会思考的大脑’（物联网中枢）、‘灵敏的神经’（传感器网络）、‘强健的四肢’（自动闸门系统），让土地学会‘开口要水’，让水流拥有‘导航地图’。目前，‘一张图’的视频监控、流量控制、远程调控、预警监测等功能已投入使用，‘按需供水、精准灌溉’正逐步实现。”窄口水务管理局办公室主任孔令帅介绍。

　　2021年以来，三门峡市先后实施了灵宝市窄口灌区、陕州区张家河灌区等6个续建配套与节水改造项目，总投资4.46亿元，运用渠道防渗衬砌、智能计量设施、自动化监测系统等先进技术，有效降低输水损耗，提升水资源利用效率。项目完成后，预计可新增改善恢复灌溉面积达55.53万亩。

　　数据是鲜明的注脚。2025年，三门峡根据作物需水规律和土壤墒情监测，科学安排全市大中型灌区灌溉轮次，精准调度水量灌溉。截至目前，累计引水量达3398.5万立方米，灌溉面积22.84万亩次；依托高标准农田项目，新发展高效节水灌溉5.3万亩，推动农业灌溉变革跃升，努力做到藏粮于水、藏水于技。

　　“生态眼睛”监测流域水质

　　除了抵御洪水威胁、保障农田丰收，数字技术还为守护流域生态赋能。

　　在灵宝市弘农涧河离入黄口4公里的区域，一派“荷”颜悦色。层层叠叠的荷叶、姿态万千的荷花间，一艘停靠的银色小船随着河水起起伏伏。

　　“这是我们的采样浮船，它实时对河水进行提水采样。”在河南省地表水水质自动监测网黄河流域灵宝坡头桥站，三门峡生态环境监测中心工作人员王根指着小船和河水流向介绍，“这里距离入黄口仅有4公里，提取水样后设备会对其进行自动分析。”

　　pH浓度8.00、电导率625.35μS/cm、浊度134.65NTU、溶解氧4.95mg/L、水温27.5摄氏度……走进自动监测站，监测设备屏幕上的一组组数据被实时传输至省生态环境厅。

　　“监测因子共9项，包括水质五参数（pH、电导率、浊度、溶解氧、温度）、氨氮、高锰酸盐指数、总磷、总氮等。”面对监测设备屏幕，王根娓娓道来，“这些设备与国家、省、市平台联网，每4小时上传一组最新数据，并且数据不可更改，确保了水质监测的真实有效。”

　　在黄河流经的三门峡市域，支流密集，一级支流有18条，流域面积30平方公里以上的河流更是有107条。这些支流的水质直接关系着黄河干流水环境安全。

　　“之前，监测数据大部分是监测人员手工采集样品、实验室分析监测获得，不仅耗时费力，时效性也不理想。近年来，我们采取先进的技术手段，建成了水质自动监测站，让监测数据更加真实、准确、全面、快速。”说起这些年水质监测的变化，王根深有感触。

　　目前，三门峡市在黄河干支流沿线设8个水质自动监测站以及多个监测断面，构建起全天候、立体化的生态监测网络，为流域生态保护装上“智慧眼睛”。

　　图⑤ 三门峡水利枢纽网信人员在机房核对参数。 赵帅 摄

　　图⑥ 三门峡水利枢纽进行调水调沙运用。 梁倩瑶 摄

　　三门峡市生态环境部门还通过河道巡检无人机与水质监测站形成联动，不仅能掌握水体质量，还能监测岸线生态变化，如植被覆盖、湿地面积等。通过长期数据积累，可分析水质变化趋势，评估生态保护措施成效，为科学决策提供依据。

　　如今，黄河三门峡段水质常年保持在Ⅲ类以上，部分河段达Ⅱ类标准，让黄河岸边成为鸟类的天堂。每年冬季，数万只白天鹅从西伯利亚飞抵三门峡越冬，成为城市的生态名片。

　　“尽管目前仍面临着多部门数据融合难、技术与基层实践适配性差等问题，但数智赋能治黄是大势所趋。”张防修说，当数字技术深度融入防洪、灌溉、生态治理等流域治理全场景，推动经验驱动向数据驱动、被动应对向主动预判、分段治理向系统协同转型，其价值早已超越工具升级。

　　从水利枢纽的智能调度到田间地头的智慧灌溉，再到筑牢生态屏障，三门峡市以数智之力解码治水难题，重塑流域治理模式，让千年黄河治理焕发生机，绘就新图景。（记者 赵力文 通讯员 陈林道）

责任编辑：王苑