“電子河長(zhǎng)”打造智慧治水新范式

“電子河長(zhǎng)”成為“水務(wù)大腦”聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的系列拳頭產(chǎn)品之一，為“綠水青山就是金山銀山”理念高質(zhì)量轉(zhuǎn)化，賦能數(shù)字經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新提質(zhì)“一號(hào)發(fā)展工程”，奮力推進(jìn)“兩個(gè)先行”貢獻(xiàn)了治水力量

“電子河長(zhǎng)”系統(tǒng)不僅破解了傳統(tǒng)河長(zhǎng)制難題，把寶貴的人力資源從初期、初級(jí)的巡河工作中解放出來(lái)，形成以人為治水核心、以設(shè)備為執(zhí)行工具的人機(jī)分工、人機(jī)互補(bǔ)、人機(jī)協(xié)同、人機(jī)共管、人機(jī)共治的治水新模式，還在技術(shù)創(chuàng)新上，形成了一套個(gè)性化治理方案。

黨的二十大報(bào)告提出，要深入推進(jìn)環(huán)境污染防治，持續(xù)深入打好藍(lán)天、碧水、凈土保衛(wèi)戰(zhàn)。浙江是“綠水青山就是金山銀山”理念的發(fā)源地，生態(tài)是浙江最大的優(yōu)勢(shì)，也是必須堅(jiān)守的底線。

早在2003年，湖州市長(zhǎng)興縣便在全國(guó)首創(chuàng)“河長(zhǎng)制”。2016年，這一舉措得以復(fù)制推廣，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于全面推行河長(zhǎng)制的意見》，正式在全國(guó)推行河長(zhǎng)制。

然而在全國(guó)各地的實(shí)際運(yùn)行過程中，河長(zhǎng)制陸續(xù)出現(xiàn)了效率不夠高、精準(zhǔn)度不夠等問題。2021年，湖州師范學(xué)院、中國(guó)城市科學(xué)研究會(huì)、浙江嘉園智能科技有限公司共建全國(guó)首個(gè)“水務(wù)大腦”聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，協(xié)同開展“電子河長(zhǎng)”項(xiàng)目研發(fā)，并在河長(zhǎng)制全國(guó)首創(chuàng)地——長(zhǎng)興縣試點(diǎn)運(yùn)行。“電子河長(zhǎng)”成為“水務(wù)大腦”聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的系列拳頭產(chǎn)品之一，為“綠水青山就是金山銀山”理念高質(zhì)量轉(zhuǎn)化，賦能數(shù)字經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新提質(zhì)“一號(hào)發(fā)展工程”，奮力推進(jìn)“兩個(gè)先行”貢獻(xiàn)了治水力量。

以問題為導(dǎo)向，破解傳統(tǒng)“河長(zhǎng)制”老大難問題

2022年7月，由湖州師范學(xué)院與長(zhǎng)興縣洪橋鎮(zhèn)的校地合作項(xiàng)目“電子河長(zhǎng)”，在經(jīng)過40天的試運(yùn)行后，全部達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。首批8個(gè)“電子河長(zhǎng)”，正式在該區(qū)域七斗漾、白鷺島、蘆圻漾等6條河流投入使用。

那么，什么是“電子河長(zhǎng)”？它與實(shí)施了20年的河長(zhǎng)制又是怎樣的共生關(guān)系？

在洪橋鎮(zhèn)七斗漾的水岸旁，一款銀色機(jī)身，自帶風(fēng)力發(fā)電、避雷針、攝像頭，配備太陽(yáng)能光板，身高近5米的儀器靜靜矗立在河邊，這就是浙江省首個(gè)可監(jiān)測(cè)12項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)的“電子河長(zhǎng)”。

自2003年河長(zhǎng)制在長(zhǎng)興首創(chuàng)以來(lái)，全國(guó)已設(shè)立120余萬(wàn)名“河長(zhǎng)”，千萬(wàn)條河流有了專屬的“守護(hù)者”。然而，在20余年的運(yùn)行過程中，依靠人為巡邏、治理的傳統(tǒng)河長(zhǎng)制度逐漸出現(xiàn)落實(shí)到位難、人工觀測(cè)數(shù)據(jù)不精準(zhǔn)、巡河成本高、人員安全缺乏保障等諸多問題。

如何深入推進(jìn)新時(shí)代“五水共治”，解難題破“瓶頸”？這需要由技術(shù)更先進(jìn)、集成度更高、綜合能力更強(qiáng)、數(shù)據(jù)賦能更突出的信息化系統(tǒng)來(lái)支撐。“電子河長(zhǎng)”便是湖州一把解題的“鑰匙”。

在“電子河長(zhǎng)”內(nèi)腔檢測(cè)箱內(nèi)安置有光譜綜合傳感器，可收集色度、濁度、溫度、酸堿度、鹽度值等12項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)，通過大數(shù)據(jù)整合后，可直接傳送至水利部門有關(guān)工作人員的手機(jī)端，實(shí)現(xiàn)對(duì)河流水質(zhì)的24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。與依靠肉眼觀察、取水樣檢測(cè)水質(zhì)等傳統(tǒng)方法相比，“電子河長(zhǎng)”大幅提高了水質(zhì)檢測(cè)的效率和精度。

此外，“電子河長(zhǎng)”還擁有一顆聰明的“大腦”。“電子河長(zhǎng)”不僅可以監(jiān)測(cè)，還能“溯源”。通過應(yīng)用人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，“電子河長(zhǎng)”架設(shè)綜合、智慧、專業(yè)的信息化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息溯源、預(yù)警預(yù)判、降本增效等功能，形成了智慧治理、高效協(xié)同和污染控制的治水新模式。

具體來(lái)說(shuō)，“電子河長(zhǎng)”機(jī)身上的監(jiān)控?cái)z像頭，除了可全天候監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)儲(chǔ)存外，鏡頭還可以360度旋轉(zhuǎn)。如果被檢測(cè)的河流附近有偷排或漏排污水的現(xiàn)象，“電子河長(zhǎng)”可第一時(shí)間采集到水質(zhì)變化，并記錄周邊環(huán)境畫面，以便有關(guān)部門工作人員及時(shí)到場(chǎng)核實(shí)。

以數(shù)字為紐帶，打造智慧治水新范式

作為傳統(tǒng)河長(zhǎng)制的數(shù)字化升級(jí)版，“電子河長(zhǎng)”系統(tǒng)不僅破解了傳統(tǒng)河長(zhǎng)制難題，把寶貴的人力資源從初期、初級(jí)的巡河工作中解放出來(lái)，形成以人為治水核心、以設(shè)備為執(zhí)行工具的人機(jī)分工、人機(jī)互補(bǔ)、人機(jī)協(xié)同、人機(jī)共管、人機(jī)共治的治水新模式，同時(shí)，“電子河長(zhǎng)”還在技術(shù)創(chuàng)新上，形成了一套個(gè)性化治理方案——

比如，數(shù)字化。“電子河長(zhǎng)”以數(shù)據(jù)為核心紐帶，強(qiáng)化數(shù)據(jù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)即時(shí)捕捉、實(shí)時(shí)反饋、河道建模、模擬決策等功能。通過數(shù)據(jù)長(zhǎng)期積累與深入研究，根據(jù)河湖水體不同適時(shí)調(diào)整治水方式，實(shí)現(xiàn)治水科學(xué)化、精準(zhǔn)化和長(zhǎng)效化。“電子河長(zhǎng)”構(gòu)建了以智能硬件平臺(tái)、通信基站、河道模型、智能算法為核心元素的“端”“邊”“云”“網(wǎng)”“智”的新IT系統(tǒng)，為推廣實(shí)施“電子河長(zhǎng)制”奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

此外，還有集成化。“電子河長(zhǎng)”集成了視覺及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、多光譜水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)及大氣檢測(cè)和氣候檢測(cè)等技術(shù)，通過人工智能平臺(tái)，打造了“看”“聞”“測(cè)”“算”一整套多模態(tài)融合的綜合化信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)河湖水體全方位、立體化無(wú)死角監(jiān)測(cè)。

特別引人矚目的是該系統(tǒng)的技術(shù)首創(chuàng)性。“電子河長(zhǎng)”系統(tǒng)設(shè)計(jì)了全國(guó)首個(gè)微光譜陣列芯片，發(fā)明了多光譜分析檢測(cè)技術(shù)，達(dá)到秒級(jí)檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)捕捉、快捷高效呈現(xiàn)，應(yīng)用成本大幅降低。

以數(shù)字為紐帶，利用高新技術(shù)，“電子河長(zhǎng)”形成了管理、治理、護(hù)理于一體的河道、河水、河岸治理的新系統(tǒng)，構(gòu)建河道模型，以數(shù)據(jù)制定量化標(biāo)準(zhǔn)，以河湖特點(diǎn)確定個(gè)性化治理方案，為實(shí)現(xiàn)科學(xué)精準(zhǔn)的制度化治水、全域水體聯(lián)治提供了數(shù)字化新范式。

2023年，長(zhǎng)興縣新增12個(gè)“電子河長(zhǎng)”，并陸續(xù)在衢州、麗水及長(zhǎng)江三峽等多地陸續(xù)投入應(yīng)用推廣。

而作為智慧治水的有效工具，又是“水務(wù)大腦”的基礎(chǔ)感知層，下一步，湖州師范學(xué)院將緊緊圍繞浙江持續(xù)推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)先行示范的新要求，推動(dòng)“水務(wù)大腦”聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的科技創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化，加快“電子河長(zhǎng)”在全國(guó)推廣應(yīng)用，重點(diǎn)打造跨界融合的“水務(wù)大腦”產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，以水利數(shù)字孿生助力幸福河湖建設(shè)，使得“水務(wù)大腦”成為支撐起涉水行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的數(shù)字基座。

（本文由湖州師范學(xué)院供稿）