新質(zhì)生產(chǎn)力觀察 | 水面“掃地機(jī)器人”守護(hù)一泓清水 ——探訪(fǎng)全國(guó)首款智慧生態(tài)凈化島

凈化島能夠自主識(shí)別并移動(dòng)至含藻區(qū)域進(jìn)行除藻作業(yè)。

秦楚網(wǎng)訊（十堰日?qǐng)?bào)）記者 周侖

在丹江口市六里坪鎮(zhèn)馬家崗村，蒼翠的山巒環(huán)抱著靜謐的官山河，一座大橋凌空飛架。橋下水面上，一個(gè)圓形的“智慧小島”正在緩緩移動(dòng)。作為全國(guó)首款智慧生態(tài)凈化島，它以水面機(jī)器人的形態(tài)，以更環(huán)保的方式凈化水質(zhì)。6月4日，記者驅(qū)車(chē)前往現(xiàn)場(chǎng)，探訪(fǎng)這款創(chuàng)新智能環(huán)保裝備。

自由拼接的“變形金剛”

距離馬家崗村村部2分鐘車(chē)程的橋下，一個(gè)直徑約15米的圓形小島漂浮于水面上。小島中部的透明棚內(nèi)，奕江山環(huán)境科技（北京）有限公司高級(jí)技工郝永正在對(duì)設(shè)備進(jìn)行日常檢修。在他的操控下，小島“活”了過(guò)來(lái)，開(kāi)始在水面上緩緩移動(dòng)。

“它的設(shè)計(jì)靈感來(lái)源于掃地機(jī)器人，是一個(gè)省力的大家伙。”37歲的郝永是十堰人，自去年5月該公司研發(fā)的“簡(jiǎn)易版”智慧生態(tài)凈化島在此投放以來(lái)，他便一直負(fù)責(zé)設(shè)施日常維護(hù)和技術(shù)指導(dǎo)工作。他介紹，作為水體環(huán)境治理領(lǐng)域的智能化成果，該設(shè)備能為河湖提供集“感知、決策、治理”一體的多功能智慧服務(wù)。

郝永說(shuō)，凈化島通過(guò)分析水生態(tài)數(shù)據(jù)，能夠識(shí)別并自主移動(dòng)至含藻類(lèi)區(qū)域。其配備有可深入水下約50厘米的大型“護(hù)手”，可將漂浮藻類(lèi)高效攬入設(shè)備內(nèi)部。隨后，藻類(lèi)經(jīng)過(guò)干濕分離，脫水后被吸入島上自帶的回收箱內(nèi)集中處理，清理效率可達(dá)每小時(shí)3萬(wàn)平方米以上。

凈化島結(jié)構(gòu)由浮體模塊構(gòu)成，其表面種植著成片的千屈菜，部分已盛開(kāi)出紫花?！扒耸俏覈?guó)廣泛分布、凈水能力突出的水生植物?！鞭冉焦炯夹g(shù)總監(jiān)張羽介紹，“它能有效吸收水中重金屬、有機(jī)物等污染物，顯著降低水體污染濃度?！?/p>

除了植物凈化技術(shù)，該凈化島的模塊化設(shè)計(jì)也頗具巧思?！澳K可拼接成多種形狀，如長(zhǎng)方形、三角形甚至特定圖案?！睆堄鹫f(shuō)，圓形設(shè)計(jì)在水面移動(dòng)時(shí)穩(wěn)定性更佳、通過(guò)性強(qiáng)，尤其在清理藻類(lèi)或穿越特定區(qū)域時(shí)優(yōu)勢(shì)明顯。另外，相比其他形狀，圓形也更節(jié)省材料。

智能化方面，凈化島可通過(guò)遠(yuǎn)程終端或系統(tǒng)智能決策完成移動(dòng)、收藻、處理、充電等多種操作。它能夠借助無(wú)人機(jī)、無(wú)人船等智能設(shè)備實(shí)時(shí)感知水生態(tài)數(shù)據(jù)，自主分析形成治理方案并自動(dòng)完成治理動(dòng)作。滿(mǎn)電情況下，其作業(yè)水域面積達(dá)30萬(wàn)平方米，工作效率遠(yuǎn)超傳統(tǒng)收藻船。

高效除藻的“掃地機(jī)器人”

智慧生態(tài)凈化島的問(wèn)世，源于一位十堰籍企業(yè)家的家鄉(xiāng)情懷與環(huán)保使命感。

奕江山公司總經(jīng)理張盛是十堰人，多年來(lái)深耕環(huán)保領(lǐng)域。他深知守護(hù)一泓清水是十堰肩負(fù)的“天大的事”，而高效、環(huán)保地清除藻類(lèi)則是當(dāng)好“守井人”的重要任務(wù)。張盛決心用智能化技術(shù)創(chuàng)新保水、護(hù)水。

“藻類(lèi)水華危害十分嚴(yán)重?！睆埵⒔榻B，表層藻類(lèi)密集使陽(yáng)光難以透射進(jìn)入湖泊深層，導(dǎo)致深層水體光合作用減弱，溶解氧來(lái)源減少。藻類(lèi)死亡腐化分解則進(jìn)一步加劇耗氧，必然造成水體缺氧。因此，科學(xué)除藻是水體治理的關(guān)鍵。

然而，傳統(tǒng)除藻方式存在弊端。人工打撈受制于天氣、體力，效率有限且存在擾動(dòng)生態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)?！叭绾螌?shí)現(xiàn)更高效、環(huán)保、智能的除藻？”這個(gè)問(wèn)題長(zhǎng)期縈繞在張盛心中。

2023年，張盛組建團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)項(xiàng)目研發(fā)。靈感竟源于常見(jiàn)家用電器——掃地機(jī)器人。團(tuán)隊(duì)設(shè)想出一種水上設(shè)備，借鑒其圓形基礎(chǔ)造型及原地靈活轉(zhuǎn)向的優(yōu)勢(shì)，無(wú)需大范圍轉(zhuǎn)彎即可精準(zhǔn)定位清潔區(qū)域，大幅提升作業(yè)效率。

為實(shí)現(xiàn)技術(shù)落地，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)積極尋求外部合作，最終與湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院機(jī)器人與自動(dòng)化學(xué)院建立合作關(guān)系。該項(xiàng)目核心技術(shù)攻關(guān)由公司技術(shù)總監(jiān)張羽團(tuán)隊(duì)協(xié)同湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院的吳岳敏、劉凌云、馬彬、劉杰等教師共同完成。

合作團(tuán)隊(duì)秉持對(duì)十堰水源保護(hù)的高度責(zé)任感，通過(guò)大量資料查閱與數(shù)據(jù)計(jì)算，聚焦三大核心技術(shù)難題攻關(guān)：水上智能裝備自動(dòng)化精準(zhǔn)控制、核心 AI算法優(yōu)化與部署、可靠的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。歷經(jīng)艱苦努力，研發(fā)成果令人欣喜。操作人員只需通過(guò)平板或電腦終端，即可指揮凈化島在指定水域自主規(guī)劃最優(yōu)路徑，并精準(zhǔn)執(zhí)行任務(wù)。

項(xiàng)目主要成員、北京大學(xué)首都發(fā)展研究院博士蔡滿(mǎn)堂也為研發(fā)貢獻(xiàn)了重要力量。“智慧生態(tài)凈化島的問(wèn)世，是我國(guó)水環(huán)境治理裝備領(lǐng)域的新突破。它為解決河湖富營(yíng)養(yǎng)化、實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)治久清等世界性難題，提供了可復(fù)制推廣的技術(shù)方案?！辈虧M(mǎn)堂說(shuō)。

鳥(niǎo)類(lèi)駐足的“生態(tài)驛站”

6月4日傍晚，夕陽(yáng)的余暉灑在官山河上，水面泛起金色漣漪。郝永結(jié)束一天的工作，正準(zhǔn)備收拾工具，棚內(nèi)監(jiān)控屏幕突然彈出警報(bào)：“生態(tài)模塊區(qū)域有異?；顒?dòng)。”他快步走上前查看，只見(jiàn)千屈菜叢中，一條銀白色的魚(yú)正奮力甩動(dòng)尾巴，魚(yú)卵星星點(diǎn)點(diǎn)附著在植物莖葉上。

“這條魚(yú)估計(jì)是趁著傍晚水溫適宜，跳上島產(chǎn)卵的！”郝永一邊說(shuō)著，一邊小心翼翼地蹚過(guò)平臺(tái)。他撥開(kāi)千屈菜，發(fā)現(xiàn)這條約30厘米長(zhǎng)的魚(yú)正虛弱地掙扎——原來(lái)，它為了產(chǎn)卵躍上島后，已無(wú)力返回水中。郝永輕輕托起魚(yú)，將其放回水中。魚(yú)兒倏然擺尾，迅速潛入深水，留下一圈漣漪。

張羽向記者介紹，島上還經(jīng)常有鳥(niǎo)類(lèi)光顧。據(jù)他回憶，曾經(jīng)有幾只白鷺展開(kāi)修長(zhǎng)的翅膀，降落在千屈菜叢中。“這些白鷺是生態(tài)島的‘新居民’，它們選地方很‘挑剔’，既要安全，又要有充足的食物?！?/p>

張羽說(shuō)，“凈化島周?chē)|(zhì)清澈，千屈菜吸引微生物和水中昆蟲(chóng)，昆蟲(chóng)又成了鳥(niǎo)類(lèi)的食物，形成微生物—昆蟲(chóng)—鳥(niǎo)類(lèi)的自然食物鏈，加上島上無(wú)人為干擾，天敵也少，自然成了它們的‘理想家園’?！?/p>

張羽說(shuō)，凈化島運(yùn)行以來(lái)，已吸引野鴨、白鷺等鳥(niǎo)類(lèi)在此停留覓食，甚至筑巢育雛。近期，千屈菜將大面積開(kāi)花，屆時(shí)凈化島也將成為一道靚麗的水上景觀。

凈化島的植物配置并非一成不變?！拔覀兛梢愿鶕?jù)具體水域水質(zhì)，靈活調(diào)整種植的植物種類(lèi)，最大化發(fā)揮其凈水效果?！睆埵⒄f(shuō)。

“目前生態(tài)島已實(shí)現(xiàn)‘邊監(jiān)測(cè)、邊治理、邊修復(fù)’閉環(huán)運(yùn)行，但我們的目標(biāo)不止于此?！睆埵⒅钢谡{(diào)試的新模塊向記者透露，團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)超聲波除藻技術(shù)，通過(guò)高頻聲波精準(zhǔn)破壞藻類(lèi)細(xì)胞壁，有望再次提升藻類(lèi)清除效率。

“丹江口的水，最終將流進(jìn)北京的千家萬(wàn)戶(hù)?！睆埵⑼蜻h(yuǎn)方的山巒深情地說(shuō)，“我們不僅要確保水源‘干凈’，更要讓它永葆‘健康’?！?/p>

記者 手記

官山河面，智慧生態(tài)凈化島緩緩劃開(kāi)水面，千屈菜的紫色花穗隨波輕擺，白鷺忽然從島邊掠過(guò)，驚起一串細(xì)碎的水花。

采訪(fǎng)過(guò)程中，張盛的話(huà)尤為令人觸動(dòng)：“喝著丹江口水庫(kù)的水長(zhǎng)大，就該讓這水更干凈地流出去。”這種樸素的責(zé)任感，貫穿于整個(gè)研發(fā)過(guò)程。一個(gè)直徑15米的小島，卻讓記者感受到，環(huán)?？萍嫉耐黄?，從來(lái)不是單打獨(dú)斗，而是政府、企業(yè)、高校乃至每個(gè)普通人的“生態(tài)共振”。

離開(kāi)時(shí)，暮色中的官山河流域波光粼粼，凈化島的輪廓漸漸與山水融為一體。記者忽然意識(shí)到，南水北調(diào)的偉大，不僅在于一泓清水的物理跨越，更在于千萬(wàn)人對(duì)“綠水青山就是金山銀山”的信念堅(jiān)守。從傳統(tǒng)除藻船的“汗流浹背”到智慧生態(tài)凈化島的“靜默守護(hù)”，變的是治理方式，不變的是水源區(qū)人民對(duì)生態(tài)的敬畏、對(duì)家園的熱愛(ài)。