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观·趋势 | “慧眼”观水,“智脑”断症,河湖迎来智慧诊疗

观·趋势 | “慧眼”观水,“智脑”断症,河湖迎来智慧诊疗 南京河海智慧水利研究院
2025-10-29
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导读:信息技术精准“把脉”

我国幅员辽阔,河湖众多,河湖的健康状态,直接牵动着亿万群众的生产生活与生态福祉。过去,判断一条河、一片湖是否“健康”,多依赖人工实地勘察和有限的点位监测,如同管中窥豹,难以掌握水生态全貌。如今,随着信息技术的飞速发展,我们已拥有为河湖开展全方位、精细化“体检”的技术方案,能够像医生诊断病人一样,科学、精准地评估河湖的生命状态。

传统河湖“体检”的局限

传统河湖健康监测,主要靠监测人员定期到预设的断面采集水样,再带回实验室分析检测。这种方法虽然准确,却存在明显的短板。一是监测频率有限,仅能捕捉某个特定时间点的状况,无法追踪突发事件或动态变化;二是覆盖面小,单个断面数据难以完整勾勒整片水域的水质空间差异;三是效率低下,采样与分析周期长,且无法对某些人力难以抵达的区域开展常态化监测。


信息技术让河湖“体检”更聪明

如今,信息技术已为河湖健康评估搭建起一个立体智能的现代化“体检中心”,实现了从宏观到微观的无死角精准洞察。

卫星和无人机搭载的高光谱、多光谱传感器,如同高精度的“高空CT扫描仪”,能够对大范围水域进行周期性拍摄。通过解析水体对不同波段光线的反射规律,可精准反映出水体中叶绿素a浓度、悬浮物含量、透明度及表面温度等核心健康指标。这些技术能快速完成河湖宏观状况的“普查”,尤其擅长发现藻华分布、污染羽流等大尺度问题。

在河湖中布设各类水质在线监测传感器,如pH、溶解氧、氨氮、总磷传感器等,可构成感知水体健康的“神经末梢”。这些设备能够24小时不间断地将数据传输到云端平台,实现对水质参数的实时、连续监控。一旦监测到某项指标超出安全阈值,如溶解氧过低、氨氮超标,平台会第一时间触发声光预警,为环保部门开展污染溯源、应急处置赢得宝贵时间。

整合来自遥感、物联网等多源数据,再结合水文、气象、流域经济活动等信息,可构建起河湖健康“大数据池”。而人工智能与机器学习算法,就是解读这些数据的“智慧大脑”。它能深度挖掘数据背后的关联规律,识别不同污染源的“指纹”特征;能基于历史数据和模型,预测未来一段时间的水质变化趋势或藻华发生风险,实现预警预报;还能结合水文模型,模拟污染物在水体中的扩散轨迹,辅助锁定污染源头与责任主体。

借助地理信息系统、激光雷达等技术,则能打造与实体河湖同步仿真运行的数字孪生模型。小到河底的泥沙淤积形态,大到湖泊周边的植被覆盖,都能在虚拟空间中精准复刻。这个数字“分身”不仅能直观呈现河湖的实时健康状态,还能动态模拟水流运动、污染物扩散等过程,相当于为河湖治理提供了一个“预演沙盘”。比如,在实施河道生态修复前,可先在数字模型中模拟不同方案的效果,从而选择最优方案。


河湖“体检”方式升级带来变革

现代信息技术的深度赋能,让河湖健康管理实现了从“粗放”到“精细”的根本性转变,具体体现在治理理念、监测范围、决策方式和参与主体等方面。

从 “事后补救” 到 “事前预警”:实时监测和预测模型相结合,能提前识别水质恶化、水华爆发等风险,变 “污染发生后再治理” 为 “风险出现前就防控”。


从 “局部碎片” 到 “全域覆盖”:天、空、地一体化监测网络,打破了传统点状监测的局限,实现了对河湖全时段、全区域的健康状态感知。


从 “经验主义” 到 “科学决策”:过去难免凭经验判断污染原因、凭感觉制定治理方案,如今基于大数据分析结果,能精准定位污染源头、科学匹配治理措施,让资源配置更加优化


从“政府监管”到“社会共治”:通过政务信息平台、环保APP等渠道公开河湖健康数据,让公众能直观了解家门口河流湖泊的状况,并参与监督,推动环保从 “政府责任” 变成 “全民行动”。

告别管中窥豹,信息技术让我们能够以前所未有的深度和广度,洞察河湖的“健康状况”。守护好每一条河流、每一片湖泊,就是守护我们赖以生存的生态根基。随着技术的不断进步,未来我们必将打造出更完善的河湖健康评估体系,持续为水生态注入智慧之力。

【声明】内容源于网络
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南京河海智慧水利研究院
南京河海智慧水利研究院旨在将物联网、大数据、人工智能、云计算等高新技术与水利工作的深入融合,开展智慧水利前沿技术的研究,并致力于将科研学术成果落地转化为实际产能,形成产学研用金的新型科技综合体。
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南京河海智慧水利研究院 南京河海智慧水利研究院旨在将物联网、大数据、人工智能、云计算等高新技术与水利工作的深入融合,开展智慧水利前沿技术的研究,并致力于将科研学术成果落地转化为实际产能,形成产学研用金的新型科技综合体。
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