水质智能监测无人船

任务来源：计划外项目

技术领域：水文水资源

技术来源：

技术简介

该成果采用“4+4”的模块化设计，包括船体、水样采集器、水质传感器、信号传输装置等4类硬件模块以及自动操控系统、采样器控制系统、传感器控制系统、位于客户端（手机、平板电脑、计算机）的动态智能水环境监测系统等4类软件模块。可对河湖水体污染场进行智能化自动扫描、污染源自主追溯，实现自动采集水样，实时分析水质等功能。适用于河（湖）长制的日常巡河、突发性水污染应急管理、入河排污口的监督管理等。

主要性能指标

（1）基于光谱学方法的快速高效小型化水质感知探头，可实现每15秒监测水温、pH、ORP、电导率、浊度、溶解氧、需氧量、氨氮等10余种水质指标，重复性误差5%以内；（2）基于A-Star和改进人工势场算法的污染场扫描和污染源溯源智能模拟分析模型，可实现河湖水体污染物浓度场智能化自动扫描驱动下的自主巡航与污染源自主追溯，扫描误差为≤15%；（3）全重20千克，野外可双人完成作业，最大荷载85千克，最高航速6米/秒，持续工作4个小时，可采集水下50厘米的水样。

技术特色

该成果可逐步替代一些常规水质指标的人工采用、实验室分析工作，通过动态水环境监测系统可得出水质分析结果和空间分布图。 　

推广情况

已在我国北方部分重污染河段和我国第四大水电站乌东德水电站中开展了应用，形成了基于无人水面船的水质智能化监测硬件集成方案和软件研发体系，关键产品完全国产化，编制了相应的技术标准，可有效支撑有关部门开展水质智能化监测工作，提升了水质监测工作效率的30%左右，为推进地表水水质监测工作的无人化、智能化和信息化进程发挥了重要作用。

典型案例

案例1：在四川省与云南省交界的乌东德水库开展了水体污染场扫描和污染源溯源工作，为水库的水质监测和排污口排查工作提供了无人化、智能化手段。与常规水质监测手段相比，水质智能监测无人船作业效率高、时效性更强、能够让水库管理部门快速掌握水库水质的实时变化动态。案例2：在辽宁省太子河开展了水质智能化监测与入河排污口排查工作，为当地河长制工作和流域水环境规划的编制提供了丰富的支撑数据和先进的监测手段。

联系我们

负责人：彭文启

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中国水利水电科学研究院、北京时电科技有限公司

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