智能感知!快速应急!“天地淀”立体智慧监测助力白洋淀环境“清朗”

2020-12-01 11:05 来源:澎湃新闻·澎湃号·政务

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11月10日上午,在孝义河丰收桥自动监测站,水污染溯源监测专利技术的设备正在运行,设备利用荧光光谱进行水污染溯源,建立了13大类、135种全面覆盖当前生活废水和工业废水的污染源指纹库,识别水污染来源,最短21分钟便可实现一次预警溯源。
在日前召开的第三届数字中国建设峰会上,“雄安新区生态环境智慧监测体系”建设成果引起高度关注,信息化技术在“天地淀”智慧监测体系中的创新应用,被评选为全国数字生态优秀应用案例,供全国在推进生态环境信息化工作中借鉴参考。
生态环境治理与保护是新区工作的重中之重。新区生态环境部门组织编制了《新区生态环境智慧监测体系建设项目(一期)实施方案》,建立了“天地淀”一体化环境监测网络,全面提升以白洋淀水环境为重点的生态环境监测预警和监管保障能力,逐步实现科学布局、精准监测。
深秋时节,“华北明珠”白洋淀水面如镜。(新华社资料片)新华社发
智能感知 为生态环境监测安装“慧眼”
初冬的白洋淀,芦苇呈现青黄,波光潋滟,鸥鸟飞翔。白洋淀纯水区村王家寨村边,一处白色建筑分外显眼:洁白的外墙,方砖铺地的四方小院被一圈白色木栅栏围起;院子的一角,几根高高竖起的管子上,动力泵正在抽送空气,通过不同精密度的切割头以及其他设备,将空气的各种成分筛选分析,得出污染物的各种信息数据。
这是新区设置的一个生态环境自动监测站——王家寨自动监测站。
“这是新区在白洋淀湖心区设置的一个淀区超级站,可以实现水质、空气质量的实时监测。”雄安新区生态环境监控中心工作专班自动室负责人张京说,此外还在孝义河丰收桥站设有河流超级站,在白洋淀引黄泵站设置补水水质监测超级站。
这些监测站更加智慧。在常规水质监测指标基础上,试点建设集空气质量自动监测、水质自动监测、气象自动观测、水文自动监测、水污染自动溯源和5G视频监控于一体的国内领先的环境自动监测超级站。
坐落在白洋淀旅游路的雄安新区生态环境监控中心,“智慧”元素满满。一进大厅,机器人“小豹”便会热情地迎接你参观监测站全域电子地图沙盘和宣传片。这里有雄安生态环境共享体验中心,利用电子沙盘、VR沉浸式体验等技术,建立起雄安新区全域生态环境及实验室实景操作沉浸式体验。
监控中心一至四楼西侧区域全部为实验室,实验人员正在操作着各类精密仪器设备。
进入二楼化验室区域的样品交接室,桌面上放置着一个塑料箱、一副眼镜和一台电脑。雄安新区生态环境监控中心工作专班实验室负责人张冬生介绍,这些分别是智能采样质控保温箱、VR眼镜和安装了质控程序的软件平台。
采样员接到采样任务后,通过智能采样质控保温箱保证采样员到达正确的采样点位。智能采样箱上的采样质控智能终端,可通过北斗导航、5G、区块链、环境地理信息系统等新技术,保证采样箱到达预设的采样点位才能开箱。“通过全国首创的环境监测采样质控系统,结合物联网、互联网、区块链等高科技手段,真正做到了采样全过程质控,数据全程留痕和数据可溯性。在环境监测垂直管理改革过程中,将发挥重要的作用。”张冬生说。
位于三楼的雄安生态环境指挥调度中心,“雄安新区智慧监测平台”正在运行。软件技术人员林坤堂在指挥台刷新着新区水质监测网络地图,地图的颜色根据每个月环境状况而变换。“你看近两个月都是绿色,说明环境状况良好,而六七月份显示是橙红色,说明雨季对水质产生一定的影响。”
雄安生态环境指挥调度中心构建针对各级调度的指挥网络,遍布新区三县30个乡镇的自动监测站工作人员通过手机APP接收指令,对预警区域进行环境取样,调度中心进行实验和分析,从而实现异地多人协同的监控指挥功能。
雄安新区生态环境局副局长吴海梅表示,雄安新区生态数字化建设紧跟时代发展步伐,充分借助大数据、5G、人工智能、区块链、遥感等前沿技术,结合雄安新区规划,完善数据类型、补充数据指标、拓展数据领域、发展监测手段,逐步完善“天地一体、上下协调、信息共享”的生态环境大数据网络,助推新区生态环境治理能力和治理体系现代化。
目前,共享中心及指挥中心已经投入使用。“雄安生态环境”APP政务版和公众版已基本具备试运行条件,将率先应用5G+北斗技术,实现白洋淀水域内的电子导航。
一体化 形成环境监测“网笼”
11月10日10时,在一派迷人景色中,一艘生态环境的“护卫舰”正在靠近王家寨水域,该船是名为“雄安监测1号”的水质监测船,是国内唯一全锂电水质监测船,它搭载了两台小型无人船和一架无人机。
此艘大型水质监测船长20多米,航行所经之处,可随时抽水取样,实时进行总磷、总氮、氨氮、COD等13项指标的检测分析。
一场针对白洋淀核心区水质监测的“天地淀”立体化指挥调度开始上演。停在监测船甲板上的一台橙色小型无人船被吊臂投放下水,在大船行驶不到的狭小区域进行取样。与此同时,一架6旋翼高光谱水质监测无人机已经升空,搭载增稳云台高光谱相机,按照事先设定的路线开始推扫式拍摄。
为加快生态环境智慧监测体系建设,新区加大投入力度,建立“天地淀”一体化的环境监测网络,全面提升白洋淀水环境监测预警和监管保障能力。目前,已初步构建起以白洋淀为主的自动监测网络,在整合利用新区境内现有6个国考(淀区)和6个省控(跨市界)自动监测站点数据的基础上,结合模型分析进行新建站点布设,新建水质自动监测站6个、浮船站6个,均具备12项监测指标,建设空气质量微站、噪声监测站和扬尘监测站(片区站)。
布设白洋淀淀区网格,织密监测体系。雄安新区管委会相关负责人表示,下一步,将白洋淀淀区划分重点网格,加大网格化自动监测站点投入,根据情况增设水质自动站、预警站、溯源站,不断补充完善和规范“一张网”建设。科学优化布局视频监控网络,形成淀区、河道、小型污水处理站、秸秆焚烧控制点等重点区域的视频监控和在线监测全覆盖,为提高决策科学性提供详实可靠数据。
快速应急 实现水质“时、分、秒”级监测
11月10日9时30分,监测船到达指定水域,技术人员随即一键启动水质自动监测系统。“总磷、总氮、氨氮等各项监测指标均未超标,目前水质达到Ⅲ类水标准。”一小时后,随着各项监测数据的显示,技术人员汇报了该点位的水质情况。
新区着力构建白洋淀应急监测网,提升水质快速应急监测能力。
“我们购置了一艘纯电动水质监测船,吃水深度约0.5米,白洋淀的一般水面均可到达。”张京说,它可实现13项指标的快速检测分析,提升水上应急监测及指挥决策能力。
在大型监测船难以通行的狭小水面,两台水质无人采样船和全自动多功能无人船便可以发挥专长。
“别看它小巧,但能办大事,可以在距离大船10公里半径范围内活动,电池可支持连续工作8到10小时。”无人船技术人员指着一台被放到水面的全自动多功能无人船说。这是由珠海一家科技公司研发的ME120多功能无人船,它借助卫星定位和自身传感器,按照预设任务在水面航行,也被称为全自动水面机器人,可实现无人遥控、GPS自动导航、自主航行、自动避障等。
为了提升快速预警反应能力,新区在所有入淀河道设置10个水质快速预警站,最快可实现6分钟1次的检测频率。新购置的水质自动监测和声呐暗管探测无人船,能够实现12个参数的水质监测,检测频率最快可达几秒钟1次,并可对水平150米、水深300米内的水下暗管进行探测。VR视频大气监控无人机可搭载大气快速检测设备,能及时捕获异常数据及影像。
陆地快速响应体系也被建立起来。11月10日19时30分,一辆大气走航监测车,从安新县一所中学附近出发,沿着S336向安新县城方向缓慢前行。车载激光雷达系统透过天窗,射出一束高达800米的绿色激光柱,分析走航路径上空的颗粒物浓度。同时,红外多组分气体分析仪对采集气体中的挥发性有机污染物进行精准监测与分析。“这辆大气走航监测车除了能实时测量气象五参数外,还能够分析350多种气体成分,并可实现20种以上的气体组分同时测量。”雄安新区生态环境监控中心工作专班现场室工作人员安秋君称,走航过程中,通过车载GPS定位系统和数据分析软件,可在地图上实时显示大气污染物浓度分布柱状图,帮助工作人员快速掌握走航区域大气污染情况,从而有针对性地查找污染源。
目前,入淀河道10个预警站已全部运行。通过无人机飞行监测、无人船走航监测、监测车精准监测,初步构建起新区生态环境应急监测的立体网络。
新区生态环境局监测科负责人王英俊透露,新区未来将从“天地淀”逐渐向“天空地淀一体化”生态监测网络建设迈进,拟引入卫星遥感技术,搭建白洋淀水系生态监测管理平台,实现白洋淀全域、全淀泊监测。另外,可以每周获取一次高分辨率遥感卫星影像生态环境专题图,通过对淀区水体叶绿素a、富营养化指数、藻类分布、总磷、总氮、COD等多项水质指标的遥感影像反演,摸清监测区域内水系生态整体状况和年度内变化趋势,提升水系生态管理水平与业务应用水平。
原标题:《智能感知!快速应急!“天地淀”立体智慧监测助力白洋淀环境“清朗”》
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