密雲水庫消隱工程全部完成

2020年8月30日,在密雲水庫建成60週年之際,習近平總書記給建設和守護密雲水庫的鄉親們回信,強調密雲水庫“作爲北京重要的地表飲用水源地、水資源戰略儲備基地,已成爲無價之寶”的新定位,並提出殷切希望:要再接再厲、善作善成,繼續守護好密雲水庫,爲建設美麗北京作出新的貢獻。

四年來,密雲水庫管理處圍繞“再”“善”“繼”這三字文章做工作,水質穩定在地表水Ⅱ類標準,水生態健康狀況持續向好,四大類15項消隱工程全部完工,啓動密雲水庫數字孿生流域建設工程……密雲水庫管理處以亮眼的成績單迴應着總書記的諄諄囑託。

善作善成

消隱工程搭起防汛“頂樑柱”

“習近平總書記叮囑我們要再接再厲、善作善成,繼續守護好密雲水庫。我們正是圍繞着這三方面來做文章。”密雲水庫管理處黨委書記、主任劉延安總結說,爲了做好“善”字文章,“我們嚴格遵循系統思維,抓矛盾的主要方面和主要矛盾,隨着密雲水庫成爲北京的戰略儲備水源地,保證水安全成爲密雲水庫的‘當務之急’。對此,我們盯緊水庫安全,實施了《密雲水庫維修改造消隱工作方案》,共計四大類15項工程,總投資4.8億元,目前已經全部完工。”

據密雲水庫管理處副主任趙龍介紹,消隱工程最先啓動第三溢洪道的移動式啓閉機加裝行程和荷載指示,“就像安上了眼睛和耳朵,在幽深的水下我們也能清晰地感知設備運行狀態,安全更有保障了!”趙龍說。而在15項工程中,最爲重要、規模最大的消隱工程就是總投資2.3億元的第一溢洪道改建工程。趙龍介紹說,“我們在2021年汛前完成了一道改建工程的主體結構施工,2021年的10月1日,密雲水庫達到了歷史最高蓄水位155.30米,改建的步伐終是趕在了水位攀升的前面,溢洪道恢復了原有設計標準,安全係數大大提高。”

據悉,在2023年汛前,除白河泄空隧洞消隱工程外,包括北白巖副壩新建防滲牆、第二溢洪道泄槽底板澆築工程、新建調節池泄洪閘等在內的15項消隱工程全部完工,總投資4.8億元。“密雲水庫防汛‘頂樑柱’作用更加堅不可摧。”趙龍說。

實際上,在過去幾年間,密雲水庫的防汛能力持續加強,在多次防洪中表現搶眼。像2023年主汛期,北京地區出現有儀器測量記錄140年以來最大降雨。“面對海河‘23·7’流域性特大洪水,我們首次啓動Ⅰ級防汛應急響應,廣大幹部職工以捨我其誰的擔當迎戰狂風暴雨。累計發送報文5600餘條,無錯報、遲報、漏報情況發生。”劉延安介紹。

繼續保護

首都供水“穩定器”不斷淨化

如何將水質穩定在地表水Ⅱ類標準甚至更好,是密雲水庫管理處劃定的“紅線”。“2021年,密雲水庫專門成立了水環境管理科和庫區管理所,專門負責水庫的水生態空間管控。”密雲水庫管理處水環境管理科科長黃楠表示。密雲水庫聚焦水生態空間管控和水生態修護兩個重點,持續開展水質監測,加強庫區管理,逐步推進水生態監測調查,開展水庫消落區生態修復和保護,這些工作都是爲了保護好密雲水庫的“這一盆淨水”,使其成爲首都供水的“穩定器”以及生態的“金名片”。據悉,截至今年6月底,8583個監測數據結果顯示,密雲水庫水質保持在地表水Ⅱ類,符合國家飲用水水源要求,同時水生態狀況持續保持健康水平。

正如黨的二十屆三中全會提出的,要健全山水林田湖草沙一體化保護和系統治理機制,建設多元化生態保護修復投入機制。密雲水庫近幾年來秉承着一體化的保護和系統治理機制,對生態進行着多元化的保護和修復。

不過黃楠提到,水庫高儲量常態化運行對於水環境不可避免地帶來一些影響,如原有的水陸交錯帶水生植物、陸生植物因爲水位升高被淹沒。同時,密雲水庫總氮指標有升高趨勢。爲此,密雲水庫採取人工促進、天然恢復等措施,相繼開展400餘畝溼地修復工程,累計清除13萬株枯死樹,試驗性栽植苦草、芡實、歐菱等水生植物28萬平方米,豐富生態系統構成,重塑溼地生態系統的結構和生態過程,爲鳥類等野生動物營造適宜生存繁殖的良好生境。“我們在清水河入庫口等地初步形成了示範樣區,按照水位落差的高程線,栽植菖蒲、香蒲、水蔥等水生植物。經過一年多的養護和觀測發現,這些水生植物有助於恢復水生態系統的多樣性。同時,有利於消減密雲水庫水體中的氮素。”黃楠說。

實際上,通過在上游進行清潔小流域建設、入庫口溼地修復工程等方法,密雲水庫庫區總氮指標波動上升趨勢得到有效遏制,呈現出持續下降趨勢。2024年1月至7月,密雲水庫總氮均值比2023年同期下降24.7%,比2022年7月最高值下降48.3%。

密雲水庫管理處水環境監測分中心主任王景仕也透露,多項跟總氮有關的研究正在密雲水庫展開,這些研究必將爲密雲水庫總氮含量的精準測算提供有力支持,實現精準治理。”

此外,密雲水庫在水質監測上也下足工夫。除了增加線下監測站點之外,還進一步完善密雲水庫在線監測網絡。今年計劃增加兩條主要入庫河流白河、潮河的控制性在線監測站,“預計年內完成後,密雲水庫將形成由兩處岸上監測站、兩處河流監測站、四處庫區浮標站組成的在線監測網絡,在線監測網絡覆蓋範圍進一步提升。監測能力將由原來的17項增至20項,主要增加對錳、鐵、重金屬的監測,這使得我們對入庫水體的水質狀況掌握得更加全面和詳細。”王景仕表示。

下一步,密雲水庫還將在現有監測項目的基礎上,逐步增加浮游動物、底棲動物、水生植物等水生態要素的監測能力,進一步提升水生態保護工作的科學性和全面性。

再接再厲

建設數字孿生密雲水庫

爲落實好習近平總書記提出的再接再厲守護好密雲水庫的期望,密雲水庫開啓了科技治水、智慧治水之路。

走上密雲水庫白河主壩,兩側岩石鋪就的壩坡上,錯落分佈着不少圓柱形狀的不鏽鋼裝置,“這些就是7月開始安裝應用的變形監測設備,它們運用了北斗定位技術。”密雲水庫管理處科技推廣中心主任張志強介紹說,變形監測設備的安裝得益於密雲水庫數字孿生流域建設工程,該工程最先啓動的就是工程安全智能感知能力提升。與之前相比,新設備從GPS定位技術提升爲北斗定位技術,實現了實時監測,微小的變形也難逃其“法眼”,“我們在七座大壩以及三座溢洪道上安裝了217套設備,實現了變形監測的全覆蓋。”

趙龍介紹,2021年起,密雲水庫進入常態化高儲備量運行,需要更先進的手段和監管能力。今年3月,密雲水庫數字孿生流域建設工程全面啓動,成爲提高密雲水庫智慧監管能力的主要抓手。“核心是建設數字孿生平臺,包括數據底板、模型平臺等內容,涉及水利專業模型及人工智能大模型的應用、遙感智能識別等多種高精尖技術。比如數據底板方面,將打造全景高精度三維數字密雲水庫。工程將涉及四大業務板塊、18個應用場景、98項業務、400餘項功能,水庫的所有業務都會被囊括進來。”趙龍如數家珍。

趙龍介紹,到2025年,將在較高層面上完成“感知立體化、流域可視化、決策智能化”的智慧密雲水庫建設。所謂“感知立體化”,是指通過在密雲水庫流域、庫區以及水工建築物安裝工程安全監測、雨水情監測、水質監測以及視頻識別等多種感知設備,充分利用遙感及無人機技術,基本實現了水庫天空地一體化的實時監測感知。所謂“流域可視化”,指的就是建設數字孿生平臺,接入密雲水庫流域高精度三維數據,實現水庫上游流域、庫區的水位漲落、水庫下泄等過程的可視化、動態化的數字仿真演示。所謂“決策智能化”,就是在氣象預報及實時降雨信息加持下,利用專業模型計算,通過歷史經驗智能分析,平臺將自動生成調度方案,溢洪道閘啓動哪個孔、何時開啓、開啓度是多少、哪些村可能被淹、羣衆是否需要轉移等,都會在平臺中一一展現,爲精準調度提供技術支撐。

談及建成後的數字孿生密雲水庫,趙龍十分期待,“從安全、管理效益上來講,數字孿生建設可有效提升密雲水庫流域信息共享和水務監管能力,讓水庫運行管理更加安全,進一步優化、重塑水庫管理工作。同時,密雲水庫數字孿生建設帶動水庫管理向實時監測、智能評估、數字化管理等方向轉變,建設模式具有示範效益,也可供其他水庫參考。”

樣本

密雲水庫

正逐漸變爲候鳥家園

8月的密雲水庫,碧波萬頃,水面上不時有水鳥輕輕掠過。在水庫西南側的“鳥島”上,隨着候鳥陸續南飛,生態管護員們開始登島清理廢棄鳥巢和枯枝敗葉。

這個面積約165畝的小島,鳥巢分佈區域約佔83畝。今年5月,“鳥島”上格外熱鬧,上千只幼鳥正破殼而出,鳥媽媽們頻繁穿梭在水面和鳥巢之間。

據瞭解,近年來隨着密雲水庫大力推進水庫流域生態保護修復治理,庫區生物多樣性日益豐富,生態系統也更加健康穩定,密雲水庫已成爲衆多鳥兒的“家園”。今年,在密雲水庫“鳥島”上出生的幼鳥數量達到4000餘隻。

實際上,每年的2月底至4月初,鷺類、鶴類、雁鴨類等候鳥就會成羣結隊陸續返回密雲水庫。密雲水庫管理處水生態所副所長王羣說:“蒼鷺、白鷺、鸕鶿等鳥類會在‘鳥島’上擇枝築巢、育雛,而白枕鶴、丹頂鶴、大天鵝等鳥類稍事休息、補充體力後會繼續向北方遷徙,尋找適宜的繁殖地。”在“鳥島”的繁殖旺季,工作人員會前往對岸觀測點觀測,在儘可能不上島打擾到鳥類的前提下,研判島內鳥類活動情況。同時,工作人員還會將掉落的鳥巢復位,對掉下鳥巢的雛鳥進行救治。

據瞭解,水生鳥處於水生態系統食物鏈的頂端,是名副其實的生態“風向標”。“在鳥類資源調查中,我們一直在做探索。近年來,通過衛星遙測技術,進一步掌握了鳥類在密雲水庫的活動規律和對棲息地的需求,逐步建立起密雲水庫流域鳥類重要棲息地質量評估體系。”密雲水庫管理處水環境管理科科長黃楠介紹說,根據生境、海拔、植被等環境因子,2023年,管理處在水庫流域設置了16條樣線和15個樣點,綜合採用樣線法、樣點法,對內湖、清水河、小漕村、調節池等地的鳥類資源進行了全面摸底。

同時,密雲水庫管理處還將水鳥保護與溼地保護結合在一起,恢復和重建溼地450餘畝,並在潮河口小漕村附近設置了鳥類棲息地生態功能提升樣區,“根據高、中、低三檔水深,分別種植沉水植物、浮葉和挺水植物、挺水植物爲主的16種植物,形成相對可控的小微水環境。”密雲水庫管理處水生態所副所長劉磊介紹,種植的苦草、水蔥、芡實、黃菖蒲等植物,形成了多生境類型的景觀格局,同時又豐富了鳥類食源,滿足多種類羣鳥類的生態需求。“經監測,提升後的溼地吸引了包括丹頂鶴、白枕鶴、東方白鶴、黑鸛、大鴨等國家一級保護動物在內的100種野生動物在此棲息,成爲重要的鳥類監測點之一。”

截至2023年年底,庫區監測記錄的鳥類已由2020年的190種增加到了235種。2023年12月11日至今的監測數據顯示,在密雲水庫流域,共監測到遷徙鳥類17目34科88種,數量1萬餘隻。“東亞—澳大利亞”候鳥遷徙通道上的密雲水庫正在逐漸變爲候鳥家園,大天鵝、灰鶴、短嘴豆雁、赤麻鴨等越來越多的鳥類在密雲水庫流域越冬。

對話

“鳥島”如何吸引鳥類安家

對話人:密雲水庫管理處水生態所副所長劉磊

北青報:“鳥島”棲息的鳥類有哪些?

劉磊:目前記錄的包括11種3000餘隻鳥類。在島上築巢繁殖的有小白鷺、大白鷺、蒼鷺等;周邊水域活動的鳥類有銀鷗、紅嘴鷗、斑頭秋沙鴨等。

北青報:鳥類爲什麼喜歡在“鳥島”上棲息繁殖?

劉磊:一是“鳥島”所處的內湖區域相對獨立,且實行封閉管理,除管護工作人員外禁止進入,受人類活動干擾少。船舶快艦在水位150米以下時也無法駛入附近區域,噪音影響少,自然生境相對完好,保證了鳥類正常生活的同時,也提高幼鳥孵化率和成活率。

其二,島上食源豐富。隨着近幾年水庫水位不斷增高,內湖地區蓄水量越來越大,水面越來越開闊,生態補水後又產生部分灘塗地,爲涉禽提供了活動覓食場所,鳥類活動範圍增加,更加適宜水鳥棲息。

三是“鳥島”上植物垂直結構明顯且數量豐富的高大喬木,可以爲鳥類提供隱蔽條件。“鳥島”呈橢圓形,南部向陽坡面積大且岸線長,成爲水鳥築巢羣居的首選之地。正是“鳥島”獨特的環境條件,使其形成了適宜水鳥生存的小生境,最終吸引了大量水鳥來此棲息繁殖。

北青報:除了自然條件之外,我們做了哪些努力?

劉磊:我們實行封閉管理,禁止任何形式的破壞鳥類棲息地行爲。在具體監測工作中,將人工與設備相結合,綜合運用鳥類AI智能監測系統、紅外相機、觸發式紅外監測儀、觀鳥鏡、望遠鏡等設備,詳盡記錄鳥類發現時間、種類、數量,繁殖季產蛋、孵化、育雛等情況,掌握生物多樣性基礎數據,再應用到水生態保護和水環境治理當中。我們還啓動了棲息地修復工作,創造更加適宜的鳥類棲息地,同時進行探索性實驗來增加水鳥的數量及種類。

此外,我們還採取搭建“本傑士堆”,自制鳥巢,對鳥類及哺乳類等野生動物救助,水源涵養林撫育等多種措施,爲鳥類等野生動物提供了良好的棲息繁衍環境。

本版文/本報記者解麗實習生劉程

攝影/本報記者劉暢

供圖/北京市密雲水庫管理處