深秋時(shí)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(dòng)監(jiān)測(cè)站,水污染溯源監(jiān)測(cè)專利技術(shù)的設(shè)備正在運(yùn)行,設(shè)備利用熒光光譜進(jìn)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(kù),識(shí)別水污染來源,最短21分鐘便可實(shí)現(xiàn)一次預(yù)警溯源。
在日前召開的第三屆數(shù)字中國(guó)建設(shè)峰會(huì)上,“雄安新區(qū)生態(tài)環(huán)境智慧監(jiān)測(cè)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(cè)體系中的創(chuàng)新應(yīng)用,被評(píng)選為全國(guó)數(shù)字生態(tài)優(yōu)秀應(yīng)用案例,供全國(guó)在推進(jìn)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(hù)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(cè)體系建設(shè)項(xiàng)目(一期)實(shí)施方案》,建立了“天地淀”一體化環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),全面提升以白洋淀水環(huán)境為重點(diǎn)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警和監(jiān)管保障能力,逐步實(shí)現(xiàn)科學(xué)布局、精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。
智能感知
為生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)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(dòng)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(gè)生態(tài)環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)站——王家寨自動(dòng)監(jiān)測(cè)站。
“這是新區(qū)在白洋淀湖心區(qū)設(shè)置的一個(gè)淀區(qū)超級(jí)站,可以實(shí)現(xiàn)水質(zhì)、空氣質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。”雄安新區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心工作專班自動(dòng)室負(fù)責(zé)人張京說,此外還在孝義河豐收橋站設(shè)有河流超級(jí)站,在白洋淀引黃泵站設(shè)置補(bǔ)水水質(zhì)監(jiān)測(cè)超級(jí)站。
這些監(jiān)測(cè)站更加智慧。在常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)基礎(chǔ)上,試點(diǎn)建設(shè)集空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)、水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、氣象自動(dòng)觀測(cè)、水文自動(dòng)監(jiān)測(cè)、水污染自動(dòng)溯源和5G視頻監(jiān)控于一體的國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)超級(jí)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(jìn)大廳,機(jī)器人“小豹”便會(huì)熱情地迎接你參觀監(jiān)測(cè)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(yàn)中心,利用電子沙盤、VR沉浸式體驗(yàn)等技術(shù),建立起雄安新區(qū)全域生態(tài)環(huán)境及實(shí)驗(yàn)室實(shí)景操作沉浸式體驗(yàn)。
監(jiān)控中心一至四樓西側(cè)區(qū)域全部為實(shí)驗(yàn)室,實(shí)驗(yàn)人員正在操作著各類精密儀器設(shè)備。
進(jìn)入二樓化驗(yàn)室區(qū)域的樣品交接室,桌面上放置著一個(gè)塑料箱、一副眼鏡和一臺(tái)電腦。雄安新區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心工作專班實(shí)驗(yàn)室負(fù)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(tái)。
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(dá)正確的采樣點(diǎn)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(dá)預(yù)設(shè)的采樣點(diǎn)位才能開箱。“通過全國(guó)首創(chuàng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)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(cè)垂直管理改革過程中,將發(fā)揮重要的作用。”張冬生說。
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(cè)平臺(tái)”正在運(yùn)行。軟件技術(shù)人員林坤堂在指揮臺(tái)刷新著新區(qū)水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)地圖,地圖的顏色根據(jù)每個(gè)月環(huán)境狀況而變換。“你看近兩個(gè)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(duì)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(duì)各級(jí)調(diào)度的指揮網(wǎng)絡(luò),遍布新區(qū)三縣30個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)站工作人員通過手機(jī)APP接收指令,對(duì)預(yù)警區(qū)域進(jìn)行環(huán)境取樣,調(diào)度中心進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和分析,從而實(shí)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(zhǎng)吳海梅表示,雄安新區(qū)生態(tài)數(shù)字化建設(shè)緊跟時(shí)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(bǔ)充數(shù)據(jù)指標(biāo)、拓展數(shù)據(jù)領(lǐng)域、發(fā)展監(jiān)測(cè)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。“雄安生態(tài)環(huán)境”APP政務(wù)版和公眾版已基本具備試運(yùn)行條件,將率先應(yīng)用5G+北斗技術(shù),實(shí)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(cè)“網(wǎng)籠”
11月10日10時(shí),在一派迷人景色中,一艘生態(tài)環(huán)境的“護(hù)衛(wèi)艦”正在靠近王家寨水域,該船是名為“雄安監(jiān)測(cè)1號(hào)”的水質(zhì)監(jiān)測(cè)船,是國(guó)內(nèi)唯一全鋰電水質(zhì)監(jiān)測(cè)船,它搭載了兩臺(tái)小型無人船和一架無人機(jī)。
此艘大型水質(zhì)監(jiān)測(cè)船長(zhǎng)20多米,航行所經(jīng)之處,可隨時(shí)抽水取樣,實(shí)時(shí)進(jìn)行總磷、總氮、氨氮、COD等13項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)分析。
一場(chǎng)針對(duì)白洋淀核心區(qū)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的“天地淀”立體化指揮調(diào)度開始上演。停在監(jiān)測(cè)船甲板上的一臺(tái)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(jìn)行取樣。與此同時(shí),一架6旋翼高光譜水質(zhì)監(jiān)測(cè)無人機(jī)已經(jīng)升空,搭載增穩(wěn)云臺(tái)高光譜相機(jī),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(cè)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(cè)網(wǎng)絡(luò),全面提升白洋淀水環(huán)境監(jiān)測(cè)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(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),在整合利用新區(qū)境內(nèi)現(xiàn)有6個(gè)國(guó)考(淀區(qū))和6個(gè)省控(跨市界)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合模型分析進(jìn)行新建站點(diǎn)布設(shè),新建水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站6個(gè)、浮船站6個(gè),均具備12項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo),建設(shè)空氣質(zhì)量微站、噪聲監(jiān)測(cè)站和揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)站(片區(qū)站)。
布設(shè)白洋淀淀區(qū)網(wǎng)格,織密監(jiān)測(cè)體系。雄安新區(qū)管委會(huì)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,下一步,將白洋淀淀區(qū)劃分重點(diǎn)網(wǎng)格,加大網(wǎng)格化自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)投入,根據(jù)情況增設(shè)水質(zhì)自動(dòng)站、預(yù)警站、溯源站,不斷補(bǔ)充完善和規(guī)范“一張網(wǎng)”建設(shè)。科學(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(diǎn)等重點(diǎn)區(qū)域的視頻監(jiān)控和在線監(jiān)測(cè)全覆蓋,為提高決策科學(xué)性提供詳實(shí)可靠數(shù)據(jù)。
快速應(yīng)急
實(shí)現(xiàn)水質(zhì)“時(shí)、分、秒”級(jí)監(jiān)測(cè)
11月10日9時(shí)30分,監(jiān)測(cè)船到達(dá)指定水域,技術(shù)人員隨即一鍵啟動(dòng)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。“總磷、總氮、氨氮等各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)均未超標(biāo),目前水質(zhì)達(dá)到Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)。”一小時(shí)后,隨著各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的顯示,技術(shù)人員匯報(bào)了該點(diǎn)位的水質(zhì)情況。
新區(qū)著力構(gòu)建白洋淀應(yīng)急監(jiān)測(cè)網(wǎng),提升水質(zhì)快速應(yīng)急監(jiān)測(cè)能力。
“我們購(gòu)置了一艘純電動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)船,吃水深度約0.5米,白洋淀的一般水面均可到達(dá)。”張京說,它可實(shí)現(xiàn)13項(xiàng)指標(biāo)的快速檢測(cè)分析,提升水上應(yīng)急監(jiān)測(cè)及指揮決策能力。
在大型監(jiān)測(cè)船難以通行的狹小水面,兩臺(tái)水質(zhì)無人采樣船和全自動(dòng)多功能無人船便可以發(fā)揮專長(zhǎng)。
“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(dòng),電池可支持連續(xù)工作8到10小時(shí)。”無人船技術(shù)人員指著一臺(tái)被放到水面的全自動(dòng)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(dòng)水面機(jī)器人,可實(shí)現(xiàn)無人遙控、GPS自動(dòng)導(dǎo)航、自主航行、自動(dòng)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(gè)水質(zhì)快速預(yù)警站,最快可實(shí)現(xiàn)6分鐘1次的檢測(cè)頻率。新購(gòu)置的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和聲吶暗管探測(cè)無人船,能夠?qū)崿F(xiàn)12個(gè)參數(shù)的水質(zhì)監(jiān)測(cè),檢測(cè)頻率最快可達(dá)幾秒鐘1次,并可對(duì)水平150米、水深300米內(nèi)的水下暗管進(jìn)行探測(cè)。VR視頻大氣監(jiān)控?zé)o人機(jī)可搭載大氣快速檢測(cè)設(shè)備,能及時(shí)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(shí)30分,一輛大氣走航監(jiān)測(cè)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(dá)系統(tǒng)透過天窗,射出一束高達(dá)800米的綠色激光柱,分析走航路徑上空的顆粒物濃度。同時(shí),紅外多組分氣體分析儀對(duì)采集氣體中的揮發(fā)性有機(jī)污染物進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)與分析。“這輛大氣走航監(jiān)測(cè)車除了能實(shí)時(shí)測(cè)量氣象五參數(shù)外,還能夠分析350多種氣體成分,并可實(shí)現(xiàn)20種以上的氣體組分同時(shí)測(cè)量。”雄安新區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心工作專班現(xiàn)場(chǎng)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(shí)時(shí)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(duì)性地查找污染源。
目前,入淀河道10個(gè)預(yù)警站已全部運(yùn)行。通過無人機(jī)飛行監(jiān)測(cè)、無人船走航監(jiān)測(cè)、監(jiān)測(cè)車精準(zhǔn)監(jiān)測(cè),初步構(gòu)建起新區(qū)生態(tài)環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)的立體網(wǎng)絡(luò)。
新區(qū)生態(tài)環(huán)境局監(jiān)測(cè)科負(fù)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(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)邁進(jìn),擬引入衛(wèi)星遙感技術(shù),搭建白洋淀水系生態(tài)監(jiān)測(cè)管理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)白洋淀全域、全淀泊監(jiān)測(cè)。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(duì)淀區(qū)水體葉綠素a、富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)、藻類分布、總磷、總氮、COD等多項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)的遙感影像反演,摸清監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)水系生態(tài)整體狀況和年度內(nèi)變化趨勢(shì),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)