工作人员在机器荡子湖岸边操作无人机巡湖

在武汉市江汉区,小南湖、北湖、西湖、机器荡子湖、菱角湖、后襄河等6个城中湖,如明珠镶嵌在寸土寸金的汉口繁华地。

近年来,江汉区以构建良好的湖泊水生态环境为目的,在全市率先成立专职管理机构,开展生态养护试点,设立湖泊智能运维示范基地……一系列创新之举,实现了湖泊“卫生养护——生态养护——智能养护”的不断升级。在武汉市湖泊综合管理专项评比中,江汉区连续7年获得全市第一。

养护从粗放到精细再到生态,如今,江汉区的湖泊水更清,水草更丰茂,美丽和谐的生态环境不断提升着人民群众的满意度、幸福感。

机器荡子湖和谐的生态图景

湖面:无人船、垃圾收集器,清洁不留死角

无人机升空,巡湖一周,绘制出清洁“线路图”;无人清洁船接到指令后,按图精准出击,打扫漂浮垃圾;水下,无人探测船观察生物种群、水草长势……10月11日,清晨7点的机器荡子湖边,从空中到水下的立体“数智化”湖泊养护管理工作正有条不紊地进行。

机器荡子湖位于江汉区喷泉公园内,水域面积10公顷,岸线长1.3千米,是武汉市区内的景观、调蓄湖。20世纪初,地产商在此大量取土填筑道路,形成了一片洼地,由于此处因机器成湖,故被武汉人称为“机器荡子”。

无人清洁船接到指令后,按图精准出击,打扫漂浮垃圾

今年6月,江汉区湖泊管理所大胆创新,将机器荡子湖作为全区首个湖泊智能运维示范基地,引进最新人工智能技术——“数智化”养护运维系统。该系统依托无人机、无人清洁船、水下机器人、下风口智能收集器等智能设备,使湖泊养护更“聪明”。

机器荡子湖作为江汉区首个湖泊智能运维示范基地,引进“数智化”养护运维系统

在该湖湖面的西北角,记者看到一个圆形桶状装置正在上下吞吐湖水,装置内的滤网中已经收集了不少落叶等漂浮垃圾。“这是‘水面垃圾自动收集器’,专门用于收集湖面下风口的漂浮垃圾。”江汉区湖泊管理所所长潘瑞静介绍,受季节风向的影响,湖面的漂浮物会在下风口大量聚集,人工清理起来费时费力。

如今,有了这个“神器”,难题迎刃而解。利用水压差,水面垃圾自动收集器能将周围二三十平方米范围内的漂浮物吸入滤网,然后排出干净的水。除了落叶和白色垃圾,该设备还能过滤浮在水面的油膜状大气沉降物,解决传统人工打捞不便的问题。

“我早上七点钟过来收滤网篓子,每间隔一到两个小时收一次。夜里只要把它打开,垃圾收满之前它都可以一直工作,非常好用。”湖泊养护人员王正华轻松地伸出带钩的长杆,将滤网勾起、收回,把垃圾倒入了一旁的编织袋中,一套操作下来仅用几分钟。

湖泊养护人员回收水面垃圾自动收集器的滤网

远处的湖面,一艘绿白相间的小船正在巡游。船头是两个呈八字形张开的滤网,前端装有摄像头,船体中部则挂着一个大滤网,这便是无人清洁船。它能在湖面自由航行,连栈道空隙也能灵活出入,清洁不留死角。

在工作人员的平板电脑上,无人清洁船的摄像头传来实时画面,船只行动轨迹、水质监测等相关数据清晰可见。据介绍,无人清洁船有两种行动模式,一种是人工机器遥控,适用于精确区域的漂浮物清理;另一种则是按照已经设定好的路线,在固定的时间段,按区巡航,适用于日常的湖泊清理维护。

在无人清洁船专用的智能码头处,设备管理人员告诉记者,无人清洁船每天工作8到10个小时,每次续航时间可达4到5个小时。当完成任务或电量不足时,无人清洁船会自动返航,满电后便继续出发完成任务,“就像家里用的扫地机器人一样。”

潘瑞静告诉记者,传统的人工清理湖面垃圾需要两个人,一人划船一人捞,遇到大雨或高温天气时就不能作业,而无人清洁船能实现24小时不间断工作,且更加安全。

无人清洁船在湖面工作

水下:机器人巡湖,水草鱼群“一目了然”

“苦草长势正常,未发现病虫害。”上午9点,在机器荡子湖种植示范基地,工作人员手握操控手柄,将水下机器人送入湖面,随着机器人下沉,湖底苦草的实时画面清晰地传到手机上。“我们通过水下机器人定期对水草长势进行观察,发现有病虫害可以及时用生物药剂进行防治。”

机器荡子湖“数智化”转型,构建湖泊智能养护链

作为城中湖,机器荡子湖水体封闭,四周无其他水体与其交换,因此自净能力较弱,维护起来有难度。为保护机器荡子湖的生态环境,近年来江汉区加大治理投入,对机器荡子湖进行了多次大型改造,完成了护岸整治、提升景观等多项湖泊综合治理工作。尤其是在机器荡子湖岸边修建了人工湿地,通过植物的净化作用改善水质,让封闭水体“活”起来。

“如今百姓对生态环境的要求日益提高,湖北省河湖健康评价指南对湖泊养护的要求也从单一的水质目标增加到近20项指标。”潘瑞静介绍,水生植物覆盖率、动物保有率、水体透明度等指标,都要求湖泊养护从粗放向精细,再向生态化转变。

工作人员将水下机器人送入湖面,观察湖底苦草长势

据介绍,机器荡子湖是武汉市最深的人工湖,水深约4米,且水下多是建筑垃圾,无土无营养。为改善湖水生态,机器荡子湖开辟出2000平方米的种植示范基地,种植苦草、黑藻等植物,修复湖中沉水植物群落,改善湖泊水体透明度。“等植物群落恢复,还将适当投放鱼类、底栖动物等,构建健康平衡的湖泊生态链。”

工作人员介绍,装有摄像头的水下机器人不仅可深入湖底,还能适应多种水域、复杂地形的勘探、监测、巡视等任务要求,解决湖泊维护困于水上的难题,全方位多角度深入了解湖泊情况。“有了它,养护人员在岸上或船上就能知晓水草和鱼群的生长情况,可以方便地调整水生植物和鱼群的数量及结构,维持湖泊生态平衡。”

工作人员观察记录水草生长情况

为了维持健康的湖水生态,养护人员需要向湖里投放生物菌剂,配备有投药功能的无人船这时就派上了用场。无人船不仅能代替人工快速投放药剂,还能通过高清摄像头识别湖泊水域情况,将各种数据传输给地面,形成基础资料。

空中:卫星遥感,预防蓝藻水华为湖泊“体检”

水质检测是湖泊养护管理的重要工作。在封闭的水体里,污染物容易聚集形成底泥,机器荡子湖的水体富营养化程度也较高。“往年一到夏天,湖里面就特别容易产生蓝藻水华,远远望过去,湖面上就像铺了一层厚厚的绿毯子,散发的异味让我们都不敢开窗户。”家住湖边的居民杨先生说。

水草丰茂的机器荡子湖

蓝藻水华是湖泊治理界的难题。“一旦爆发,蓝藻将以几何倍数增长。”潘瑞静说,治理蓝藻水华需要耗费大量人力物力,因此行业里特别重视预防。今年引入“数智化”养护运维系统后,“蓝藻智能预警技术”为机器荡子湖撑起“保护伞”。

为避免蓝藻水华现象影响周边居民生活,工作人员加强了对机器荡子湖的巡视,几乎每日一检,及时遏制蓝藻生长。“通过无人机卫星遥感图像和水质检测数据,我们对湖泊整体的蓝藻含量进行实时检测,以卫星图片和数据判别系统为核心的技术,能为早期灭杀蓝藻提供目标和区域,让预防工作更精准、高效。”潘瑞静说,今年夏天,蓝藻水华得到有效遏制。

如今的机器荡子湖,水面如镜,围绕机器荡子湖修建的喷泉公园,也是一片郁郁葱葱的景象,四处都可以听到悦耳的鸟鸣声,成了周边居民早上锻炼、晚上纳凉散步的好去处。附近居民周女士说:“这个公园现在成了‘网红打卡地’,湖里水也很干净,每天晚上7点音乐喷泉准时开放,来这里跳舞、散步的人越来越多了。”

机器荡子湖的生物种类丰富

江汉区在“数智化”养护过程中,还积极寻找“外脑”支持,中科院水生所研究员曹特、资深专家冯智等行业大咖一起组成专家团队,为“数智化”转型献计献策,提供专业支持。

据江汉区水务和湖泊局局长胡卫斌介绍,近年来江汉区一直对辖区内湖泊进行严格维护,同时不断加强湖泊景观建设。江汉区现有的6个城中湖,水质均维持在Ⅳ类以上,且全部形成了湖泊公园。下一步,机器荡子湖的“数智化”养护模式,将在全区其余5个湖泊逐步推广,实现水域清洁、巡逻、水质生态监测的无人化,打造更加安全、稳定、高效的城市景观水体智能运维系统。此外,还将完善智能运维软件系统,对接智慧水务平台,依托江汉区的“区块链”优势,进一步推动智慧湖泊管理建设向数据化、智能化方向发展。

编辑:张迪
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