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河北日報

天地淀”立體智慧監(jiān)測助環(huán)境“清朗”——站在雄安看前沿(二)

2020-12-01 08:57:05 來源: 河北日報

深秋時節(jié),“華北明珠”白洋淀水面如鏡。(新華社資料片)新華社發(fā)

  11月10日上午,在孝義河豐收橋自動監(jiān)測站,水污染溯源監(jiān)測專利技術(shù)的設(shè)備正在運行,設(shè)備利用熒光光譜進行水污染溯源,建立了13大類、135種全面覆蓋當(dāng)前生活廢水和工業(yè)廢水的污染源指紋庫,識別水污染來源,最短21分鐘便可實現(xiàn)一次預(yù)警溯源。

  在日前召開的第三屆數(shù)字中國建設(shè)峰會上,“雄安新區(qū)生態(tài)環(huán)境智慧監(jiān)測體系”建設(shè)成果引起高度關(guān)注,信息化技術(shù)在“天地淀”智慧監(jiān)測體系中的創(chuàng)新應(yīng)用,被評選為全國數(shù)字生態(tài)優(yōu)秀應(yīng)用案例,供全國在推進生態(tài)環(huán)境信息化工作中借鑒參考。

  生態(tài)環(huán)境治理與保護是新區(qū)工作的重中之重。新區(qū)生態(tài)環(huán)境部門組織編制了《新區(qū)生態(tài)環(huán)境智慧監(jiān)測體系建設(shè)項目(一期)實施方案》,建立了“天地淀”一體化環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),全面提升以白洋淀水環(huán)境為重點的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測預(yù)警和監(jiān)管保障能力,逐步實現(xiàn)科學(xué)布局、精準監(jiān)測。

  智能感知

  為生態(tài)環(huán)境監(jiān)測安裝“慧眼”

  初冬的白洋淀,蘆葦呈現(xiàn)青黃,波光瀲滟,鷗鳥飛翔。白洋淀純水區(qū)村王家寨村邊,一處白色建筑分外顯眼:潔白的外墻,方磚鋪地的四方小院被一圈白色木柵欄圍起;院子的一角,幾根高高豎起的管子上,動力泵正在抽送空氣,通過不同精密度的切割頭以及其他設(shè)備,將空氣的各種成分篩選分析,得出污染物的各種信息數(shù)據(jù)。

  這是新區(qū)設(shè)置的一個生態(tài)環(huán)境自動監(jiān)測站——王家寨自動監(jiān)測站。

  “這是新區(qū)在白洋淀湖心區(qū)設(shè)置的一個淀區(qū)超級站,可以實現(xiàn)水質(zhì)、空氣質(zhì)量的實時監(jiān)測?!毙郯残聟^(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心工作專班自動室負責(zé)人張京說,此外還在孝義河豐收橋站設(shè)有河流超級站,在白洋淀引黃泵站設(shè)置補水水質(zhì)監(jiān)測超級站。

  這些監(jiān)測站更加智慧。在常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測指標基礎(chǔ)上,試點建設(shè)集空氣質(zhì)量自動監(jiān)測、水質(zhì)自動監(jiān)測、氣象自動觀測、水文自動監(jiān)測、水污染自動溯源和5G視頻監(jiān)控于一體的國內(nèi)領(lǐng)先的環(huán)境自動監(jiān)測超級站。

  坐落在白洋淀旅游路的雄安新區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心,“智慧”元素滿滿。一進大廳,機器人“小豹”便會熱情地迎接你參觀監(jiān)測站全域電子地圖沙盤和宣傳片。這里有雄安生態(tài)環(huán)境共享體驗中心,利用電子沙盤、VR沉浸式體驗等技術(shù),建立起雄安新區(qū)全域生態(tài)環(huán)境及實驗室實景操作沉浸式體驗。

  監(jiān)控中心一至四樓西側(cè)區(qū)域全部為實驗室,實驗人員正在操作著各類精密儀器設(shè)備。

  進入二樓化驗室區(qū)域的樣品交接室,桌面上放置著一個塑料箱、一副眼鏡和一臺電腦。雄安新區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心工作專班實驗室負責(zé)人張冬生介紹,這些分別是智能采樣質(zhì)控保溫箱、VR眼鏡和安裝了質(zhì)控程序的軟件平臺。

  采樣員接到采樣任務(wù)后,通過智能采樣質(zhì)控保溫箱保證采樣員到達正確的采樣點位。智能采樣箱上的采樣質(zhì)控智能終端,可通過北斗導(dǎo)航、5G、區(qū)塊鏈、環(huán)境地理信息系統(tǒng)等新技術(shù),保證采樣箱到達預(yù)設(shè)的采樣點位才能開箱?!巴ㄟ^全國首創(chuàng)的環(huán)境監(jiān)測采樣質(zhì)控系統(tǒng),結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等高科技手段,真正做到了采樣全過程質(zhì)控,數(shù)據(jù)全程留痕和數(shù)據(jù)可溯性。在環(huán)境監(jiān)測垂直管理改革過程中,將發(fā)揮重要的作用?!睆埗f。

  位于三樓的雄安生態(tài)環(huán)境指揮調(diào)度中心,“雄安新區(qū)智慧監(jiān)測平臺”正在運行。軟件技術(shù)人員林坤堂在指揮臺刷新著新區(qū)水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)地圖,地圖的顏色根據(jù)每個月環(huán)境狀況而變換。“你看近兩個月都是綠色,說明環(huán)境狀況良好,而六七月份顯示是橙紅色,說明雨季對水質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。”

  雄安生態(tài)環(huán)境指揮調(diào)度中心構(gòu)建針對各級調(diào)度的指揮網(wǎng)絡(luò),遍布新區(qū)三縣30個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的自動監(jiān)測站工作人員通過手機APP接收指令,對預(yù)警區(qū)域進行環(huán)境取樣,調(diào)度中心進行實驗和分析,從而實現(xiàn)異地多人協(xié)同的監(jiān)控指揮功能。

  雄安新區(qū)生態(tài)環(huán)境局副局長吳海梅表示,雄安新區(qū)生態(tài)數(shù)字化建設(shè)緊跟時代發(fā)展步伐,充分借助大數(shù)據(jù)、5G、人工智能、區(qū)塊鏈、遙感等前沿技術(shù),結(jié)合雄安新區(qū)規(guī)劃,完善數(shù)據(jù)類型、補充數(shù)據(jù)指標、拓展數(shù)據(jù)領(lǐng)域、發(fā)展監(jiān)測手段,逐步完善“天地一體、上下協(xié)調(diào)、信息共享”的生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),助推新區(qū)生態(tài)環(huán)境治理體系和治理能力現(xiàn)代化。

  目前,共享中心及指揮中心已經(jīng)投入使用?!靶郯采鷳B(tài)環(huán)境”APP政務(wù)版和公眾版已基本具備試運行條件,將率先應(yīng)用5G+北斗技術(shù),實現(xiàn)白洋淀水域內(nèi)的電子導(dǎo)航。

  一體化

  形成環(huán)境監(jiān)測“網(wǎng)籠”

  11月10日10時,在一派迷人景色中,一艘生態(tài)環(huán)境的“護衛(wèi)艦”正在靠近王家寨水域,該船是名為“雄安監(jiān)測1號”的水質(zhì)監(jiān)測船,是國內(nèi)唯一全鋰電水質(zhì)監(jiān)測船,它搭載了兩臺小型無人船和一架無人機。

  此艘大型水質(zhì)監(jiān)測船長20多米,航行所經(jīng)之處,可隨時抽水取樣,實時進行總磷、總氮、氨氮、COD等13項指標的檢測分析。

  一場針對白洋淀核心區(qū)水質(zhì)監(jiān)測的“天地淀”立體化指揮調(diào)度開始上演。停在監(jiān)測船甲板上的一臺橙色小型無人船被吊臂投放下水,在大船行駛不到的狹小區(qū)域進行取樣。與此同時,一架6旋翼高光譜水質(zhì)監(jiān)測無人機已經(jīng)升空,搭載增穩(wěn)云臺高光譜相機,按照事先設(shè)定的路線開始推掃式拍攝。

  為加快生態(tài)環(huán)境智慧監(jiān)測體系建設(shè),新區(qū)加大投入力度,建立“天地淀”一體化的環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),全面提升白洋淀水環(huán)境監(jiān)測預(yù)警和監(jiān)管保障能力。目前,已初步構(gòu)建起以白洋淀為主的自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),在整合利用新區(qū)境內(nèi)現(xiàn)有6個國考(淀區(qū))和6個省控(跨市界)自動監(jiān)測站點數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合模型分析進行新建站點布設(shè),新建水質(zhì)自動監(jiān)測站6個、浮船站6個,均具備12項監(jiān)測指標,建設(shè)空氣質(zhì)量微站、噪聲監(jiān)測站和揚塵監(jiān)測站(片區(qū)站)。

  布設(shè)白洋淀淀區(qū)網(wǎng)格,織密監(jiān)測體系。雄安新區(qū)管委會相關(guān)負責(zé)人表示,下一步,將白洋淀淀區(qū)劃分重點網(wǎng)格,加大網(wǎng)格化自動監(jiān)測站點投入,根據(jù)情況增設(shè)水質(zhì)自動站、預(yù)警站、溯源站,不斷補充完善和規(guī)范“一張網(wǎng)”建設(shè)??茖W(xué)優(yōu)化布局視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),形成淀區(qū)、河道、小型污水處理站、秸稈焚燒控制點等重點區(qū)域的視頻監(jiān)控和在線監(jiān)測全覆蓋,為提高決策科學(xué)性提供詳實可靠數(shù)據(jù)。

  快速應(yīng)急

  實現(xiàn)水質(zhì)“時、分、秒”級監(jiān)測

  11月10日9時30分,監(jiān)測船到達指定水域,技術(shù)人員隨即一鍵啟動水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)?!翱偭?、總氮、氨氮等各項監(jiān)測指標均未超標,目前水質(zhì)達到Ⅲ類水標準?!币恍r后,隨著各項監(jiān)測數(shù)據(jù)的顯示,技術(shù)人員匯報了該點位的水質(zhì)情況。

  新區(qū)著力構(gòu)建白洋淀應(yīng)急監(jiān)測網(wǎng),提升水質(zhì)快速應(yīng)急監(jiān)測能力。

  “我們購置了一艘純電動水質(zhì)監(jiān)測船,吃水深度約0.5米,白洋淀的一般水面均可到達?!睆埦┱f,它可實現(xiàn)13項指標的快速檢測分析,提升水上應(yīng)急監(jiān)測及指揮決策能力。

  在大型監(jiān)測船難以通行的狹小水面,兩臺水質(zhì)無人采樣船和全自動多功能無人船便可以發(fā)揮專長。

  “別看它小巧,但能辦大事,可以在距離大船10公里半徑范圍內(nèi)活動,電池可支持連續(xù)工作8到10小時?!睙o人船技術(shù)人員指著一臺被放到水面的全自動多功能無人船說。這是由珠海一家科技公司研發(fā)的ME120多功能無人船,它借助衛(wèi)星定位和自身傳感器,按照預(yù)設(shè)任務(wù)在水面航行,也被稱為全自動水面機器人,可實現(xiàn)無人遙控、GPS自動導(dǎo)航、自主航行、自動避障等。

  為了提升快速預(yù)警反應(yīng)能力,新區(qū)在所有入淀河道設(shè)置10個水質(zhì)快速預(yù)警站,最快可實現(xiàn)6分鐘1次的檢測頻率。新購置的水質(zhì)自動監(jiān)測和聲吶暗管探測無人船,能夠?qū)崿F(xiàn)12個參數(shù)的水質(zhì)監(jiān)測,檢測頻率最快可達幾秒鐘1次,并可對水平150米、水深300米內(nèi)的水下暗管進行探測。VR視頻大氣監(jiān)控?zé)o人機可搭載大氣快速檢測設(shè)備,能及時捕獲異常數(shù)據(jù)及影像。

  陸地快速響應(yīng)體系也被建立起來。11月10日19時30分,一輛大氣走航監(jiān)測車,從安新縣一所中學(xué)附近出發(fā),沿著S336向安新縣城方向緩慢前行。車載激光雷達系統(tǒng)透過天窗,射出一束高達800米的綠色激光柱,分析走航路徑上空的顆粒物濃度。同時,紅外多組分氣體分析儀對采集氣體中的揮發(fā)性有機污染物進行精準監(jiān)測與分析?!斑@輛大氣走航監(jiān)測車除了能實時測量氣象五參數(shù)外,還能夠分析350多種氣體成分,并可實現(xiàn)20種以上的氣體組分同時測量?!毙郯残聟^(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心工作專班現(xiàn)場室工作人員安秋君稱,走航過程中,通過車載GPS定位系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析軟件,可在地圖上實時顯示大氣污染物濃度分布柱狀圖,幫助工作人員快速掌握走航區(qū)域大氣污染情況,從而有針對性地查找污染源。

  目前,入淀河道10個預(yù)警站已全部運行。通過無人機飛行監(jiān)測、無人船走航監(jiān)測、監(jiān)測車精準監(jiān)測,初步構(gòu)建起新區(qū)生態(tài)環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測的立體網(wǎng)絡(luò)。

  新區(qū)生態(tài)環(huán)境局監(jiān)測科負責(zé)人王英俊透露,新區(qū)未來將從“天地淀”逐漸向“天空地淀一體化”生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)邁進,擬引入衛(wèi)星遙感技術(shù),搭建白洋淀水系生態(tài)監(jiān)測管理平臺,實現(xiàn)白洋淀全域、全淀泊監(jiān)測。另外,可以每周獲取一次高分辨率遙感衛(wèi)星影像生態(tài)環(huán)境專題圖,通過對淀區(qū)水體葉綠素a、富營養(yǎng)化指數(shù)、藻類分布、總磷、總氮、COD等多項水質(zhì)指標的遙感影像反演,摸清監(jiān)測區(qū)域內(nèi)水系生態(tài)整體狀況和年度內(nèi)變化趨勢,提升水系生態(tài)管理水平與業(yè)務(wù)應(yīng)用水平。(記者 張偉亞)

責(zé)任編輯: 王曉娟
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