行业研究｜无人船让污染源排查由“人海战”转“数据战”

2021年11月初，中共中央、国务院印发《关于深入打好污染防治攻坚战的意见》（下简称《意见》），要求提升生态环境监管执法效能，到2025年地表水—类水体比例达到85%，近岸海域水质优良（一、二类）比例达到79%左右，且建立完善现代化生态环境监测体系。

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随后，财政部于11月底提前下达2022年水污染防治资金预算，合计180亿元，用于支持水污染防治和水生态环境保护方面相关工作。相比2021年的140亿元资金，2022年增加了40亿元，增幅为28.57%。

可以看出，国家对水污染防治的重视程度持续加大、资金投入逐年上升，并对具体工作提出更高要求。

水生态环境治理千头万绪，但河湖污染防治正是其中关键。从空间角度来说，上下游、左右岸污染都将汇聚于河湖中；从因果角度来说，河湖是水污染排放和水生态破坏的直接承载者，基础设施不足、超标排污、生态破坏等所有问题最终体现于河湖上。

抓好污染源排查，也就抓住了河湖水体污染防治的“牛鼻子”。精准打击河湖暗管偷排、强化污染源监测预警，才能更好守住水生态环境治理这片“责任田”。

探测尖兵让水下暗管无所遁形

《意见》要求，到2025年，生态环境持续改善，城市黑臭水体基本消除，主要污染物排放总量持续下降。对于国家的战略部署，各地正加快细化专项监督重点，在污染源排查工作中积极采用高科技设备，着力实现监测能力的自动化、智能化、无人化，更好打赢“水环境保卫战”。

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其中，无人船作为一种可执行某项或某类任务，并基于任务目的进行功能设计的水面机器人，通过搭载相应的设备，可以定时定量、安全高效地开展水质采样、水质在线监测、污染源追踪、暗管排查、流量测量、地形测绘、水体富营养化监测、常规或应急水污染监测等作业。

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传统人工方式执行污染源的排查和确定工作时，存在作业区域受限、作业风险系数高、效率低下、成本过高等弊端。而无人船技术的应用，可以替代人工在环境复杂或者污染严重的水域作业，其良好的稳定性确保了探测任务的顺利完成和数据采集的精确度，通过远程通讯技术，无人船还可将探测到的数据和结果实时传送至控制终端。目前，无人船正帮助越来越多的执法单位快速锁定污染源，弥补传统水质监测短板，成为污染源排查利器。例如在2019年3月，生态环境部组织长江入河排污口排查整治专项行动，并在重庆市和江苏省泰州市两地开展排查试点,云洲智能应邀前往重庆和江苏泰州提供智能化的无人船暗管排查方案并执行排查任务。央视报道长江排污口迎来“大体检”如果按照传统的暗管排查作业,需要工作人员携带设备下水探测,由于暗管隐蔽性强,执行任务耗时耗力,作业人员常常无功而返，遇到高污染的危险环境,作业人员的人身安全和健康难以得到保障，更重要的是,通过人工获取的数据存较大误差。人工作业模式效率低下、作业环境危险、数据误差大等痛点不容忽视。然而在此次行动中，云洲智能暗管探测无人船“大显身手”。在重庆两江新区黄桷水库疑似排污水域作业时,云洲智能暗管探测无人船仅用时20余分钟,即成功发现该水域4根排污暗管。云洲暗管探测无人船通过声呐扫描技术,将测扫的声波实时、直观地反馈在电脑基站系统中,现场排查人员即可通过声波呈现的图像,初步甄别该水域是否有暗管偷排。通过定位定向仪,工作人员还可精确定位目标位置和获取具体参数,方便取证。现场作业人员表示,云洲智能暗管探测无人船快速高效,而且数据记录完整准确,给排污口排查带来了效率上的直接提升。无人船暗管探测追溯污染源整体而言，无人船减轻了环境执法人员工作强度，为排污口排查传统作业方式带来了技术变革，可谓是“船到之处”，水下暗管等污染源便“无所遁形”。精准溯源水质监测提质增效除了暗管探测，水质监测也是目前污染源排查工作中的重要组成部分。尤其在当前高度重视水环境工作的大背景下，监测数据量和监测标准逐渐提升，现有人工作业的监测频率和数据质量，已难以完全满足需求。《意见》要求，针对深入打好碧水保卫战，意见要求持续打好城市黑臭水体治理攻坚战，持续打好长江保护修复攻坚战，着力打好黄河生态保护治理攻坚战，巩固提升饮用水安全保障水平，着力打好重点海域综合治理攻坚战，强化陆域海域污染协同治理。目前传统的水质监测方法主要有三种，一是人工采样，实验室分析、二是固定站和浮标站定点在线监测、三是采用装载专用分析仪器的大型有人船，航行至相关点位采样并实时检测分析。然而上述第一、二种方法数据准确，但监测点位少、数据量小、效率低、人工成本高、劳动强度大、安全性低，且无法全面掌握河湖的污染物分布、水动力状态及进行污染源溯源、了解污染传输路径。第三种方法虽然实现了走航监测，但该类船艇体积大、走航间距大、船艇及设备成本极高、监测时间长、走航间距大、点位少、数据量小，同时对水面搅动大、易导致二次污染。对比传统监测，无人船个头不大，但功能强大。例如传统监测一般需要对一条河的多个点位进行监测，无人船则可以根据指令进行实时监测，污染源定位更加精准，同时系统可以显示实时污染浓度趋势，帮助快速锁定水质异常区域，精准查找重点治理河段，为进一步“对症下药”科学治水提供数据支撑和决策依据。无人船水质监测追踪污染源

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无人船集成在线水质监测仪，按照预设航线，自主航行、自动监测的水质监测方法，具体优势体现在六个方面：

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一是定位精准。无人船采用GPS自动定位，位置与数据高度匹配，监测数据可重复性强。

二是数据量大、成本低。无人船监测点位间距可任意设置，可实现点监测到线监测到面监测，能够获取大量水质监测数据，同样数据量的设备成本和人工成本大幅度降低。

三是效率高、安全性高、降低劳动强度。无人船按规划的航线自主航行，实现自动在线、连续、快速监测，数据实时上传平台，极大的提高了监测效率，降低劳动强度、保障人身安全。

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四是小型化、易携带。无人船与监测仪高度集成，体积小、机动灵活，方便转运。

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五是系统误差小。无人船全自动监测，有效降低人为因素的干扰和非同一台仪器导致的系统误差。

六是监测数据时效性高。无人船在尽可能短的单位时间内获取大量数据，可参考比对的价值更高。

基于无人船的突出优势，云洲智能先后参加青藏高原冰川湖泊科考、江西防汛抗洪等国家重大任务；参与天津港爆炸污染应急、甘肃陇西尾矿库泄漏、河南南阳固体废物污染、长江入河排污口排查整治等环境污染事故处理，多次获得生态环境部表扬。

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在全国各地的广泛应用并取得较好成效，表明无人船可充分发挥更安全、更准确、更高效的特点，成为污染源排查利器，在水污染防治中大显身手，为水环境治理工作保驾护航。

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结语

在国家政策的全面带动下，“像保护眼睛一样保护生态环境，像对待生命一样对待生态环境”的理念已经愈发深入人心。着力发展创新科技，积极采用无人化装备，让“治水”不再仅靠“人海战术”已是大势所趋。

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在全面推进水污染防治的这场“大考”中，无人船将成为污染源排查的“侦察兵”、水质监测的“突击兵”、水环境保护的“勤务兵”，助力各地全力书写“绿色答卷”，为水生态文明建设提供强力支撑。