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凈化島能夠自主識別并移動至含藻區(qū)域進行除藻作業(yè)。

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，一個圓形的“智慧小島”正在緩緩移動。作為全國首款智慧生態(tài)凈化島，它以水面機器人的形態(tài)，以更環(huán)保的方式凈化水質(zhì)。6月4日，記者驅(qū)車前往現(xiàn)場，探訪這款創(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分鐘車程的橋下，一個直徑約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）有限公司高級技工郝永正在對設備進行日常檢修。在他的操控下，小島“活”了過來，開始在水面上緩緩移動。

“它的設計靈感來源于掃地機器人，是一個省力的大家伙?！?7歲的郝永是十堰人，自去年5月該公司研發(fā)的“簡易版”智慧生態(tài)凈化島在此投放以來，他便一直負責設施日常維護和技術(shù)指導工作。他介紹，作為水體環(huán)境治理領(lǐng)域的智能化成果，該設備能為河湖提供集“感知、決策、治理”一體的多功能智慧服務。

郝永說，凈化島通過分析水生態(tài)數(shù)據(jù)，能夠識別并自主移動至含藻類區(qū)域。其配備有可深入水下約50厘米的大型“護手”，可將漂浮藻類高效攬入設備內(nèi)部。隨后，藻類經(jīng)過干濕分離，脫水后被吸入島上自帶的回收箱內(nèi)集中處理，清理效率可達每小時3萬平方米以上。

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，部分已盛開出紫花?！扒耸俏覈鴱V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計也頗具巧思。“模塊可拼接成多種形狀，如長方形、三角形甚至特定圖案。”張羽說，圓形設計在水面移動時穩(wěn)定性更佳、通過性強，尤其在清理藻類或穿越特定區(qū)域時優(yōu)勢明顯。另外，相比其他形狀，圓形也更節(jié)省材料。

智能化方面，凈化島可通過遠程終端或系統(tǒng)智能決策完成移動、收藻、處理、充電等多種操作。它能夠借助無人機、無人船等智能設備實時感知水生態(tài)數(shù)據(jù)，自主分析形成治理方案并自動完成治理動作。滿電情況下，其作業(yè)水域面積達30萬平方米，工作效率遠超傳統(tǒng)收藻船。

高效除藻的“掃地機器人”

智慧生態(tài)凈化島的問世，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，多年來深耕環(huán)保領(lǐng)域。他深知守護一泓清水是十堰肩負的“天大的事”，而高效、環(huán)保地清除藻類則是當好“守井人”的重要任務。張盛決心用智能化技術(shù)創(chuàng)新保水、護水。

“藻類水華危害十分嚴重?！睆埵⒔榻B，表層藻類密集使陽光難以透射進入湖泊深層，導致深層水體光合作用減弱，溶解氧來源減少。藻類死亡腐化分解則進一步加劇耗氧，必然造成水體缺氧。因此，科學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生態(tài)的風險?！叭绾螌崿F(xiàn)更高效、環(huán)保、智能的除藻？”這個問題長期縈繞在張盛心中。

2023年，張盛組建團隊啟動項目研發(fā)。靈感竟源于常見家用電器——掃地機器人。團隊設想出一種水上設備，借鑒其圓形基礎造型及原地靈活轉(zhuǎn)向的優(yōu)勢，無需大范圍轉(zhuǎn)彎即可精準定位清潔區(qū)域，大幅提升作業(yè)效率。

為實現(xiàn)技術(shù)落地，項目團隊積極尋求外部合作，最終與湖北汽車工業(yè)學院機器人與自動化學院建立合作關(guān)系。該項目核心技術(shù)攻關(guān)由公司技術(shù)總監(jiān)張羽團隊協(xié)同湖北汽車工業(yè)學院自動化學院的吳岳敏、劉凌云、馬彬、劉杰等教師共同完成。

合作團隊秉持對十堰水源保護的高度責任感，通過大量資料查閱與數(shù)據(jù)計算，聚焦三大核心技術(shù)難題攻關(guān)：水上智能裝備自動化精準控制、核心 AI算法優(yōu)化與部署、可靠的遠程網(wǎng)絡監(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，并精準執(zhí)行任務。

項目主要成員、北京大學首都發(fā)展研究院博士蔡滿堂也為研發(fā)貢獻了重要力量?！爸腔凵鷳B(tài)凈化島的問世，是我國水環(huán)境治理裝備領(lǐng)域的新突破。它為解決河湖富營養(yǎng)化、實現(xiàn)長治久清等世界性難題，提供了可復制推廣的技術(shù)方案。”蔡滿堂說。

鳥類駐足的“生態(tài)驛站”

6月4日傍晚，夕陽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，正準備收拾工具，棚內(nèi)監(jiān)控屏幕突然彈出警報：“生態(tài)模塊區(qū)域有異?；顒印！彼觳阶呱锨安榭矗灰娗藚仓?，一條銀白色的魚正奮力甩動尾巴，魚卵星星點點附著在植物莖葉上。

“這條魚估計是趁著傍晚水溫適宜，跳上島產(chǎn)卵的！”郝永一邊說著，一邊小心翼翼地蹚過平臺。他撥開千屈菜，發(fā)現(xiàn)這條約30厘米長的魚正虛弱地掙扎——原來，它為了產(chǎn)卵躍上島后，已無力返回水中。郝永輕輕托起魚，將其放回水中。魚兒倏然擺尾，迅速潛入深水，留下一圈漣漪。

張羽向記者介紹，島上還經(jīng)常有鳥類光顧。據(jù)他回憶，曾經(jīng)有幾只白鷺展開修長的翅膀，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，“凈化島周圍水質(zhì)清澈，千屈菜吸引微生物和水中昆蟲，昆蟲又成了鳥類的食物，形成微生物—昆蟲—鳥類的自然食物鏈，加上島上無人為干擾，天敵也少，自然成了它們的‘理想家園’。”

張羽說，凈化島運行以來，已吸引野鴨、白鷺等鳥類在此停留覓食，甚至筑巢育雛。近期，千屈菜將大面積開花，屆時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，最大化發(fā)揮其凈水效果。”張盛說。

“目前生態(tài)島已實現(xiàn)‘邊監(jiān)測、邊治理、邊修復’閉環(huán)運行，但我們的目標不止于此。”張盛指著正在調(diào)試的新模塊向記者透露，團隊正在研發(fā)超聲波除藻技術(shù)，通過高頻聲波精準破壞藻類細胞壁，有望再次提升藻類清除效率。

“丹江口的水，最終將流進北京的千家萬戶?！睆埵⑼蜻h方的山巒深情地說，“我們不僅要確保水源‘干凈’，更要讓它永葆‘健康’。”

記者 手記

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

采訪過程中，張盛的話尤為令人觸動：“喝著丹江口水庫的水長大，就該讓這水更干凈地流出去?！边@種樸素的責任感，貫穿于整個研發(fā)過程。一個直徑15米的小島，卻讓記者感受到，環(huán)保科技的突破，從來不是單打獨斗，而是政府、企業(yè)、高校乃至每個普通人的“生態(tài)共振”。

離開時，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，更在于千萬人對“綠水青山就是金山銀山”的信念堅守。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”，變的是治理方式，不變的是水源區(qū)人民對生態(tài)的敬畏、對家園的熱愛。