“天地澱”立體智慧監測助環境“清朗”
——站在雄安看前沿（二）
深秋時節，“華北明珠”白洋淀水面如鏡。（新華社資料片）新華社發
11月10日上午，在孝義河豐收橋自動監測站，水污染溯源監測專利技術的設備正在運行，設備利用熒光光譜進行水污染溯源，建立了13大類、135種全面覆蓋當前生活廢水和工業廢水的污染源指紋庫，識別水污染來源，最短21分鐘便可實現一次預警溯源。
在日前召開的第三屆數字中國建設峯會上，“雄安新區生態環境智慧監測體系”建設成果引起高度關注，信息化技術在“天地澱”智慧監測體系中的創新應用，被評選為全國數字生態優秀應用案例，供全國在推進生態環境信息化工作中借鑑參考。
生態環境治理與保護是新區工作的重中之重。新區生態環境部門組織編制了《新區生態環境智慧監測體系建設項目（一期）實施方案》，建立了“天地澱”一體化環境監測網絡，全面提升以白洋淀水環境為重點的生態環境監測預警和監管保障能力，逐步實現科學佈局、精準監測。
智能感知
為生態環境監測安裝“慧眼”
初冬的白洋淀，蘆葦呈現青黃，波光瀲灩，鷗鳥飛翔。白洋淀純水區村王家寨村邊，一處白色建築分外顯眼：潔白的外牆，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備，將空氣的各種成分篩選分析，得出污染物的各種信息數據。
這是新區設置的一個生態環境自動監測站——王家寨自動監測站。
“這是新區在白洋淀湖心區設置的一個澱區超級站，可以實現水質、空氣質量的實時監測。”雄安新區生態環境監控中心工作專班自動室負責人張京説，此外還在孝義河豐收橋站設有河流超級站，在白洋淀引黃泵站設置補水水質監測超級站。
這些監測站更加智慧。在常規水質監測指標基礎上，試點建設集空氣質量自動監測、水質自動監測、氣象自動觀測、水文自動監測、水污染自動溯源和5G視頻監控於一體的國內領先的環境自動監測超級站。
坐落在白洋淀旅遊路的雄安新區生態環境監控中心，“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測站全域電子地圖沙盤和宣傳片。這裏有雄安生態環境共享體驗中心，利用電子沙盤、VR沉浸式體驗等技術，建立起雄安新區全域生態環境及實驗室實景操作沉浸式體驗。
監控中心一至四樓西側區域全部為實驗室，實驗人員正在操作着各類精密儀器設備。
進入二樓化驗室區域的樣品交接室，桌面上放置着一個塑料箱、一副眼鏡和一台電腦。雄安新區生態環境監控中心工作專班實驗室負責人張冬生介紹，這些分別是智能採樣質控保温箱、VR眼鏡和安裝了質控程序的軟件平台。
採樣員接到採樣任務後，通過智能採樣質控保温箱保證採樣員到達正確的採樣點位。智能採樣箱上的採樣質控智能終端，可通過北斗導航、5G、區塊鏈、環境地理信息系統等新技術，保證採樣箱到達預設的採樣點位才能開箱。“通過全國首創的環境監測採樣質控系統，結合物聯網、互聯網、區塊鏈等高科技手段，真正做到了採樣全過程質控，數據全程留痕和數據可溯性。在環境監測垂直管理改革過程中，將發揮重要的作用。”張冬生説。
位於三樓的雄安生態環境指揮調度中心，“雄安新區智慧監測平台”正在運行。軟件技術人員林坤堂在指揮台刷新着新區水質監測網絡地圖，地圖的顏色根據每個月環境狀況而變換。“你看近兩個月都是綠色，説明環境狀況良好，而六七月份顯示是橙紅色，説明雨季對水質產生一定的影響。”
雄安生態環境指揮調度中心構建針對各級調度的指揮網絡，遍佈新區三縣30個鄉鎮的自動監測站工作人員通過手機APP接收指令，對預警區域進行環境取樣，調度中心進行實驗和分析，從而實現異地多人協同的監控指揮功能。
雄安新區生態環境局副局長吳海梅表示，雄安新區生態數字化建設緊跟時代發展步伐，充分藉助大數據、5G、人工智能、區塊鏈、遙感等前沿技術，結合雄安新區規劃，完善數據類型、補充數據指標、拓展數據領域、發展監測手段，逐步完善“天地一體、上下協調、信息共享”的生態環境大數據網絡，助推新區生態環境治理能力和治理體系現代化。
目前，共享中心及指揮中心已經投入使用。“雄安生態環境”APP政務版和公眾版已基本具備試運行條件，將率先應用5G+北斗技術，實現白洋淀水域內的電子導航。
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一體化
形成環境監測“網籠”
11月10日10時，在一派迷人景色中，一艘生態環境的“護衞艦”正在靠近王家寨水域，該船是名為“雄安監測1號”的水質監測船，是國內唯一全鋰電水質監測船，它搭載了兩台小型無人船和一架無人機。
此艘大型水質監測船長20多米，航行所經之處，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水質監測的“天地澱”立體化指揮調度開始上演。停在監測船甲板上的一台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域進行取樣。與此同時，一架6旋翼高光譜水質監測無人機已經升空，搭載增穩雲台高光譜相機，按照事先設定的路線開始推掃式拍攝。
為加快生態環境智慧監測體系建設，新區加大投入力度，建立“天地澱”一體化的環境監測網絡，全面提升白洋淀水環境監測預警和監管保障能力。目前，已初步構建起以白洋淀為主的自動監測網絡，在整合利用新區境內現有6個國考（澱區）和6個省控（跨市界）自動監測站點數據的基礎上，結合模型分析進行新建站點佈設，新建水質自動監測站6個、浮船站6個，均具備12項監測指標，建設空氣質量微站、噪聲監測站和揚塵監測站（片區站）。
佈設白洋淀澱區網格，織密監測體系。雄安新區管委會相關負責人表示，下一步，將白洋淀澱區劃分重點網格，加大網格化自動監測站點投入，根據情況增設水質自動站、預警站、溯源站，不斷補充完善和規範“一張網”建設。科學優化佈局視頻監控網絡，形成澱區、河道、小型污水處理站、秸稈焚燒控制點等重點區域的視頻監控和在線監測全覆蓋，為提高決策科學性提供詳實可靠數據。
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快速應急
實現水質“時、分、秒”級監測
11月10日9時30分，監測船到達指定水域，技術人員隨即一鍵啓動水質自動監測系統。“總磷、總氮、氨氮等各項監測指標均未超標，目前水質達到Ⅲ類水標準。”一小時後，隨着各項監測數據的顯示，技術人員彙報了該點位的水質情況。
新區着力構建白洋淀應急監測網，提升水質快速應急監測能力。
“我們購置了一艘純電動水質監測船，吃水深度約0.5米，白洋淀的一般水面均可到達。”張京説，它可實現13項指標的快速檢測分析，提升水上應急監測及指揮決策能力。
在大型監測船難以通行的狹小水面，兩台水質無人採樣船和全自動多功能無人船便可以發揮專長。
“別看它小巧，但能辦大事，可以在距離大船10公里半徑範圍內活動，電池可支持連續工作8到10小時。”無人船技術人員指着一台被放到水面的全自動多功能無人船説。這是由珠海一家科技公司研發的ME120多功能無人船，它藉助衞星定位和自身傳感器，按照預設任務在水面航行，也被稱為全自動水面機器人，可實現無人遙控、GPS自動導航、自主航行、自動避障等。
為了提升快速預警反應能力，新區在所有入澱河道設置10個水質快速預警站，最快可實現6分鐘1次的檢測頻率。新購置的水質自動監測和聲吶暗管探測無人船，能夠實現12個參數的水質監測，檢測頻率最快可達幾秒鐘1次，並可對水平150米、水深300米內的水下暗管進行探測。VR視頻大氣監控無人機可搭載大氣快速檢測設備，能及時捕獲異常數據及影像。
陸地快速響應體系也被建立起來。11月10日19時30分，一輛大氣走航監測車，從安新縣一所中學附近出發，沿着S336向安新縣城方向緩慢前行。車載激光雷達系統透過天窗，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採集氣體中的揮發性有機污染物進行精準監測與分析。“這輛大氣走航監測車除了能實時測量氣象五參數外，還能夠分析350多種氣體成分，並可實現20種以上的氣體組分同時測量。”雄安新區生態環境監控中心工作專班現場室工作人員安秋君稱，走航過程中，通過車載GPS定位系統和數據分析軟件，可在地圖上實時顯示大氣污染物濃度分佈柱狀圖，幫助工作人員快速掌握走航區域大氣污染情況，從而有針對性地查找污染源。
目前，入澱河道10個預警站已全部運行。通過無人機飛行監測、無人船走航監測、監測車精準監測，初步構建起新區生態環境應急監測的立體網絡。
新區生態環境局監測科負責人王英俊透露，新區未來將從“天地澱”逐漸向“天空地澱一體化”生態監測網絡建設邁進，擬引入衞星遙感技術，搭建白洋淀水系生態監測管理平台，實現白洋淀全域、全澱泊監測。另外，可以每週獲取一次高分辨率遙感衞星影像生態環境專題圖，通過對澱區水體葉綠素a、富營養化指數、藻類分佈、總磷、總氮、COD等多項水質指標的遙感影像反演，摸清監測區域內水系生態整體狀況和年度內變化趨勢，提升水系生態管理水平與業務應用水平。（河北日報記者張偉亞）