治理黄河，历来是中华民族安民兴邦的大事。国家生态环境部在《“十四五”生态环境监测规划》中明确提出，要加强黄河流域水生态环境监测能力建设，加强污染源执法监测。打击非法排污，保护黄河水生态，已成为“十四五”时期的关键任务。
图 | 国家生态环境部4月底披露 新发现黄河排污口5200余个
习近平总书记在2022年新年贺词中指出：“黄河安澜是中华儿女的千年期盼。”保护黄河事关中华民族永续发展，事关中华民族伟大复兴。党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央高度重视黄河流域生态保护和高质量发展，习近平总书记走遍了黄河上中下游九省区，多次实地考察黄河流域生态保护和发展情况，多次就三江源、祁连山、秦岭等重点区域生态保护建设提出要求。
今年3月17日，黄河干流中下游及部分支流入河排污口排查启动，生态环境部从全国调派了近300名人员，组成了97个工作组分赴各地开展现场排查，涉及山西、山东、河南、陕西、甘肃五省31市，近万个排污口点位。全面深入排查、梳理、监测黄河流域的各类污染源，要求水上、水下排口通通“查清楚”、“数明白”，做到“应查尽查” “有口皆查”，实现入河排污口“一本账”“一张图”。黄河生态保卫战的号角已经吹响。
黄河全程干流5464公里，重要支流共5499公里，其中人口密集，工厂企业集中的干流和重要支流大概也有5000多公里。黄河流域岸线长、水域环境复杂，当下的排查工作面临较多困难，存在任务重、时间紧、人手不足以及受到环境制约的问题，具体困难包括：
困难一：排查任务重，人员及设备不足
监管部门排查数据要精确详实，需要对整个流域进行水面、水下全方位排查，排查设备和工具也十分不足，所有排口都要逐一登记。对于监测人员而言是一项艰巨的任务。
困难二：水上作业人员危险大、风险高
以往的排口排查工作主要是人工现场用肉眼寻找勘查，跋山涉水、钻沟爬洞，存在人身安全隐患。乘船水上排查难度更大，船舶无法沿河岸近距离查找，急流浅滩都会给船舶及人员到来生命危险。
困难三：仅靠无人机无法发现水下暗管，难以完成排查任务
部分地方虽然升级了监测手段，使用无人机进行监测，但无人机无法对被遮挡和水下暗管进行排查。且无人机续航时间短、夜间无法工作、受风向气候、区域限飞等问题的影响，仍难以彻底排查。
总之，要在短期内锁定可疑排污点位、形成详细的监测数据，高质量完成黄河流域暗管排查，实在是一项艰巨的任务。
吃水浅、航速快、环境适应能力更强的无人船，让上述难题迎刃而解。
无人船又名水面机器人，它无需人工驾驶，可实现自主导航、智能避障、远距离通信、水面视频及监测图形数据实时回传和网络化、规范化监控等功能，其特点是智能、绿色、安全、高效、自动地执行各类水面工作任务。
1、无人船优势明显
应用无人船助力黄河水生态保护，具有优势如下：
优势一：无人船航行受黄河泥沙影响较小
黄河含沙量大，这对船只的动力设备和螺旋桨损伤很大。云顶国际官网登录入口无人船特有的推进系统，具备防泥沙、防水草、防缠绕等优点，能更高效的完成任务。
优势二：无人船适应浅水、暗礁复杂区域的排查监测任务
黄河多浅滩，暗礁多，传统船只航行困难，这给人工排查排口及水质监测增加了难度。无人船吃水浅，通常在 0.2m 以内，在水位较浅和复杂河段也能自如航行，执行排查监测任务，杜绝安全隐患。
优势三：无人船高航速可适应流速较大河段的排查监测任务
黄河部分河道水情复杂，中心流速快、旋涡多，不适合有人船进行水上作业。无人船自身航速较快，而且可以沿流速较低的岸边行驶工作，保障了水下排查数据与图像更准确，适应黄河雨水丰沛季节流速较高的水上工作。
2、云顶国际官网登录入口无人船介绍
云顶国际官网登录入口无人船使用质量轻的全碳纤维材质，搭载探测仪器后，重量不超过30公斤，行动灵活、便于携带。航行吃水只有0.2米，最高航速6米/秒，续航可达4小时以上，通信距离可达2公里。
其中，云顶国际官网登录入口SL40型水下暗管探测无人船，可实现快速、自动查找黄河流域水上水下排污口的位置、形状等一体化的排查工作；SE40型采样监测无人船可对黄河流域的多种水质参数及水质浓度变化进行实时监测，并实时对监测的数据进行专业化处理和图像化显示，为水生态环境治理提供基础数据。
两款各具优势的无人船系统设备可以相互配合，完成“探”“测”闭环，真正做到精准治污、科学治污、依法治污。
1、回传水下声呐图像。无人船在航行中开启探测仪器，可将水下声呐图像实时回传、显示并存储到无人船地面控制基站。供工作人员判别水下暗管的位置、形状；
2、回传水上实时视频。无人船上的摄像头将录摄的水面岸边的视频，通过通信设备实时回传、显示并存储到无人船地面控制基站，供工作人员判别水上涵洞排管的位置、形状；
3、实时地图标记。无人船在工作过程中实时记录无人船的航行轨迹，也记录水下暗管详细位置（经纬度）、形状，记录水上涵洞明管图片、周边信息及位置，并在地图上进行标记，绘制成《黄河流域 XX 段水域水上水下排口分布图》，做到“心中有数”，供今后监测监督和治理。
采样监测无人船系统及工作过程：
1、云顶国际官网登录入口SE40型无人船可同时搭载水质监测仪器和4个采样瓶；
2、在地面控制基站的工作水域电子地图上设置监测点位和采样点位，软件系统自动生成航行路线；
3、无人船在接到工作任务后实施采样和水质监测作业：
①采样：无人船一次可采集四个点位的水样，并记录采样时间、位置、采样数量等信息；
②监测：无人船水质监测的时间、位置、检测的水质参数数据等信息回传、显示和存储到地面控制基站；
4、基站数据处理系统将自动生成：
①自动生成《XX流域XX段水域采样报告》，报告中写明某瓶水样采集的时间、地点；
②自动生成《XX流域XX段水域水质监测报告》，报告中显示某监测点监测的时间、地点、水质参数值；
③数据处理系统还将自动生成直观性更强的《XX流域XX段水质浓度分布图》，供工作人员随时掌握水质变化，分析判断原因，并采样留样取证。
图 | 五参数的水质浓度分布图及水质监测数据报告
3、具体实施应用
以在西北某省会城市水域为例，应用无人船开展排查与监测工作，具体实施如下：
第一步，排查及水质监测工作准备；
工作人员 3-4 名，下载作业现场电子地图，设定排查路径和任务，下达给无人船。
第二步，现场作业；
将无人船下水，无人船按任务开始航行并工作，基站电脑实时记录各项数据、图像。
第三步，后期图像数据整理；
控制基站数据处理系统自动整理图像及数据，快速生成排口分布表、采样报告、水质监测报告、水质浓度分布图等。
具体排查结果：
例如约 14 公里水域，两岸监测总长约 28 公里，仅需 4 小时左右即可完成。
无人船将水上水下排口标记在电子地图上，再配合监测的该段流域水质浓度分布图（如下图），该段流域的排口及水质情况一目了然，可以快速了解哪些排口和单位正在排污。缩短排污口溯源的时间，提高监督的工作效率。
可以看出，无人船可以很好地解决黄河流域排污口排查所遇到的诸多困难，同时无人船自主航行和人工智能化的优势，可大大提高排查监测效率，减少安全隐患和劳动强度，高效识别排污口，为溯源严查提供可靠依据。
近年来，云顶国际官网登录入口使用水下探测无人船工作的案例颇多，例如已在广东练江、深圳茅洲河、安徽池州、江苏响水等地广泛应用，并取得良好成效。
在2019年，生态环境部组织长江入河排污口排查整治专项行动，在重庆和江苏两地开展排查试点，云顶国际官网登录入口无人船仅用时20余分钟，就成功发现该水域水下4根排污暗管，获得执法单位一致肯定。因此，云顶国际官网登录入口的无人船系统也成为了长江排污口“大体检”的生力军。
图 | 云顶国际官网登录入口无人船成功用于长江排污口“大体检”
具有多种业务能力的无人船在保护黄河的攻坚战中还可以发挥更多的作用。例如，替代人高密度地水上巡逻，阻止河床砂石乱采乱挖，禁止水生物违法捕捞，水上应急救助，水下河床勘探测量等工作。
