物联网“治水”的民生标本

黄征宇

近年来，我国环境状况局部恶化的趋势并未得到根本遏制，反而日趋严重。而污染源、空气质量、生态平衡以及水质的问题还没有完全得到有效的监督和管理，给社会经济发展和居民生活造成极大的困扰和影响，这也引起了政府部门的高度重视。如何利用技术手段保护环境成为一条必走的路径，而物联网在水环境监管治理方面取得的经验，为环境保护的治理的技术探索提供了一个成功的范例。

太湖治污

今天的无锡人，恐怕对于2007年5月发生的太湖大规模蓝藻暴发仍然记忆犹新。它让无锡人经历了一场饮水危机，也给无锡敲响了警钟。

当时，这座被称为“太湖明珠”的经济重镇损失的不仅是声誉，还有众多被迫关停或迁离的工业企业。这座以开创苏南模式而闻名的工商业城市，如一夜间被抽去筋骨，“往何处去”成为无锡绕不开的难题。无锡是典型的江南水乡城市，水面积超过城市总面积的30%。而近年来却面临着水安全、水污染、水生态退化的威胁和影响，可利用的水资源量紧缺等现实问题制约经济社会的可持续发展。而这只是中国众多水资源利用问题的一个缩影。

2012年，全国首个“水利部物联网技术应用示范基地”在无锡成立，无锡实施的“感知太湖，智慧水利”项目利用先进的物联网技术对太湖水质、蓝藻、湖泛等进行智能感知，可实现对蓝藻打捞、运输车船等的智能调度，有效的提升了蓝藻打捞、太湖治理的科学水平，无锡也成为全国水生态系统保护与修复典范。

据了解，“感知太湖，智慧水利”物联网示范工程由无锡市水利局和中科怡海合作打造，整个工程于2012年全面建成。“感知太湖，智慧水利”物联网示范工程项目是一套集蓝藻湖泛智能感知、打捞车船智能调度和信息综合管理于一体的智慧水利物联网系统，这也是无锡市十二大物联网示范应用项目之一。所谓“感知太湖”，就是运用物联网技术对太湖水环境进行实时监控，其中所运用到的“物联网”技术，就是传感器加上互联网。

目前，一期、二期工程已建设20多个蓝藻监测点，其中湖中心3个点，湖岸边17个点。湖中心的监测点中含有监测蓝藻及水质的传感器与高清晰摄像机，可将蓝藻水华发生信息传给信息中心记录，同时自动调动最近的蓝藻打捞船打捞蓝藻；信息中心会通知打捞船到藻水分离公司；藻水分离公司再自动通知调动最近的车辆运输蓝藻。

当湖中的传感器感知到蓝藻暴发指数超过60%时，该系统就会自动启动绿色报警，这些信息会同时传送到打捞船上的GPS装置上。“感知太湖”系统的核心是传感器，这些看似普通的圆柱体，“头顶”太阳能板，身上还安置有传感芯片和摄像头，能获悉该观测点的温度、PH值、氨氮等将近40个指标，就像水利部门的“千里眼”。

如果乘游艇去鼋头渚，可以发现湖面上有一个个黄色的圆形浮标。这种浮标利用了多种技术，其上方有三块矩形围合而成的太阳能电板，可保证浮标持续工作。它一旦发现了大面积的蓝藻爆发区域，就会自动将信息传回指挥中心，迅速指派打捞船赶到现场，并将飘浮的水藻收集回藻水分离站，经过加工的蓝藻将变成化肥，造福人类。如果发现打捞船的往返速度较慢，该系统还会增派打捞船。如果按照传统流程，对蓝藻的观察受制于天气、人员条件，同时监测的范围、频率和时段也非常有限，无法形成快速、实时诊断。

以前每天都是早上6点取到的水样，到晚上6点才能拿到水质报告，打捞海藻主要也是靠有经验的工人肉眼判断。而“感知太湖”对蓝藻的防范监控及时有效，取代了之前每天依靠人工取水、实验室化验的老办法，同时让打捞蓝藻的船与太湖水质监控情况连成一个网络，实现了对蓝藻治理的智能感知、调度和管理，守护着太湖。

中科怡海董事长陆波表示，“感知太湖”系统由基于智能模式识别的自适应蓝藻湖泛传感器、实时蓝藻湖泛感知传输无线网络节点设备、蓝藻打捞和运输船载、车载智能终端等新型设备支撑，在智能传感设备、计算算法和网络通信等方面拥有多项创新性核心技术。无锡水利局是“感知太湖”的服务终端，系统的运用大大节约了以往人力、物力，实现了对蓝藻治理的智能感知、调度和管理，随时随地让太湖水、河道水“跟着”水利监管人员走。

根据测算，该项目部署实施后，其正常使用年限至少可达8～10年，牢牢守护着蓝天下湖水的纯净。在环保物联网的应用示范上，近年来无锡市已做了大量前期工作，在应用和管理方面体现出较好的基础。目前在建中的无锡市环境监控物联网应用示范工程，充分利用物联网和云计算等先进技术和理念，具有“测得准、传得快、算得清、管得好”等显著特点。建成后可实现对水、大气、噪声、危废、核与辐射、机动车尾气等环境要素及管理对象的全面感知，并对感知数据进行一体化智慧应用，显著提升区域环保部门的环境监管、综合管理和科学决策能力，将成为物联网技术在全国环保领域应用的重点示范工程。三峡环保监测

在我国最大的水利枢纽工程三峡水库，物联网也成为水域的护卫者。作为三峡水库的重点地区，重庆辖区主要分布在长江沿线，是环保的敏感地带，近年来重庆的三峡库区面临着较为严重的环保问题。由于三峡库区上游流域水环境安全状况日益严峻，突发性水污染事件风险概率不断增加，库区流域水污染控制亟待加强，水文水动力条件变化使库区水环境问题更趋复杂，近年来重庆开始大力推动环保物联网建设。

由重庆环保局等部门重点打造的重庆环保物联网应用示范工程，以构建三峡流域水环境物联网监控预警和综合管理体系为突破，基于感知互动层、网络传输层、服务支撑层和智慧应用四个逻辑层次，实施重庆环保物联网“123工程”，构建1个环保物联网数据资源云计算平台，“2”是指开展2项物联网创新体系研究。

据中科宇图董事长姚新介绍，环保物联网数据资源云计算平台，包括水与生态环境质量评价、预测预警监测、总量减排与排污权交易、环境影响评价、环境信用和环保公共服务、GIS支撑平台服务等内容。在重庆市环保局多年来环境信息化工作的基础上，针对物联网时代环保业务的海量数据，充分利用云计算和数据挖掘等先进技术，建立综合的环保业务数据支撑平台和智能应用服务平台，实现对环保数据的充分应用。

重庆环保物联网应用示范工程中的“3”是指建设3大环保物联网应用工程，即环境质量物联网监测工程、库区环境安全物联网监管工程和污染源在线物联网监控工程。环境质量物联网监测工程主要是建立动态的三峡库区“面源污染动态监控系统”，以便在线持续地监控面源污染状况，并把不断改变的现状因素传输到系统，使系统处于跟踪变化的状态。

由于库区环境安全情况复杂，既要做好对传统空气、水、噪声等安全保障，还需要能够对移动危险污染源、重金属、辐射源等平时能预防，出现突发事件能够进行应急处理。为此，亟需建立库区环境安全物联网监管工程，利用环境应急监测车实时定位、环境应急处置实时视频监控、环境应急管理实时监测建立全方位的环境应急管理处置体系，同时建立基于GIS的应急管理系统，实现移动指挥车的定位、查询功能，实现环境事故的视频监控功能、应急监测数据的实时显示功能和应急指挥调度功能。

污染源监控和防治是重庆环保物联网建设的关键，需要建立一个完善的污染源在线物联网监控工程，通过在全市范围内布置大气、水体、固体废弃物、特征污染物、辐射等监管物联网，多方位、全时段地对各种可能的污染源进行在线监控，实现事故早发现、早预警，为环境事故及时、有效的管理提供有力保障。

2012年发生了闻名全国的嘉陵江油污染事件，重庆环保局正是依靠这样一套环境应急平台，从监测系统发现事故到甄别锁定涉嫌企业，只用了2个小时就高效处理事件（同类事件在此之前需9天9夜）。该系统不仅整合关联了全市排污企业、重点风险源、环境敏感点等基础数据，还共享了其它市级部门提供的全市卫星影像数据、地名地址、气象水文信息等数据资源；系统基于智慧环保一张图，实现了快速定位、智能甄别、指挥调度、态势模拟、趋势预测和准确处置等的功能。一旦发生突发环境应急事件，可辅助应急人员第一时间接警调度，查看现场处置态势、应急处置资源分布、实时监测数据及趋势预测情况，及进行污染态势分析，为领导、业务专家与工作人员提供智能化的信息技术支持服务。不仅如此，本系统还在“环保部、重庆市政府突发环境事件联合演练”中成功应用，得到了环保部、国务院应急办等领导的高度肯定，成为国内环保领域应用的典型代表。

据悉。由国家发改委牵头的重点流域工业污染防治2013年中央预算内投资备选项目，近日已经完成申报，相关工程必须保证在2013年上半年开工建设。根据环保部等四部委联合发布的《重点流域水污染防治规划（2011—2015）》，“十二五”期间，我国将初步确定规划骨干工程项目5998个，初步估算投资3460亿元。重点流域包括松花江、淮河、海河、辽河、黄河中上游、太湖、巢湖、滇池、三峡库区及其上游、丹江口库区及上游等10个流域，共涉及23个省（自治区、直辖市）和254个市（州、盟）以及1578个县（市、区、旗）。