淺談無人機(jī)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的應(yīng)用前景

劉美玲 羅克菊 汪 晶 吳渝嘉

（1重慶市北碚區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站 2重慶市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 重慶 400700）

引言

環(huán)境監(jiān)測(cè)是環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)工作，是環(huán)境管理的“頂梁柱”。環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的生命線，是客觀評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量狀況，反映污染治理成效，實(shí)施環(huán)境管理與決策的基本依據(jù)。隨著我國(guó)對(duì)環(huán)保工作越來越重視，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)高質(zhì)量要求，環(huán)保對(duì)先進(jìn)技術(shù)的需求越來越迫切。

1 水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的現(xiàn)狀

目前，我國(guó)絕大多數(shù)地區(qū)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中主要還是依靠傳統(tǒng)的人工監(jiān)測(cè)，河流、湖泊和水庫等水環(huán)境監(jiān)測(cè)主要利用船只進(jìn)行水樣采集。在實(shí)際監(jiān)測(cè)工作中人工監(jiān)測(cè)存在一定不足，一是按照監(jiān)測(cè)采樣工作要求，河流需采集左中右三個(gè)斷面水質(zhì)，采集后需靜置0.5小時(shí)再進(jìn)行樣品保存，整個(gè)采樣過程耗時(shí)長(zhǎng)，成本高；二是船只大多使用柴油作為燃料，在使用過程中會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)；三是部分河流水流湍急，采樣工作存在安全隱患。

2 無人機(jī)的作用

2.1 無人機(jī)應(yīng)用在各領(lǐng)域

無人機(jī)最早被設(shè)計(jì)應(yīng)用于代替人類完成高強(qiáng)度高風(fēng)險(xiǎn)的工作并提高工作效率，在各領(lǐng)域發(fā)展的非常迅速。在軍事領(lǐng)域，無人機(jī)多用于執(zhí)行很多危險(xiǎn)系數(shù)高、環(huán)境苛刻的任務(wù)，具有打擊精確度高、操作靈活性強(qiáng)、能夠大幅度減少人員傷亡等優(yōu)勢(shì)；在消防抗災(zāi)領(lǐng)域，無人機(jī)在高空中搭配高精度攝像頭電子眼，可以快速觀察和判斷險(xiǎn)情位置、救援位置；在攝影拍攝領(lǐng)域，無人機(jī)用于航拍有著獨(dú)特視角，能夠捕捉全景畫面。在電力巡檢方面，電力巡檢職業(yè)是無人機(jī)職業(yè)應(yīng)用成熟度較高的職業(yè)，無人機(jī)電力巡檢指用無人機(jī)攜帶攝像頭、紅外線傳感器等設(shè)備，查看高效輸電線是否有接觸不良、漏電、過熱或存在樹障、大型機(jī)械施工等外力損壞危險(xiǎn)。在農(nóng)林植保方面，無人機(jī)經(jīng)過地上遙控或GPS飛控完結(jié)噴灑作業(yè)，可噴灑藥劑、種子、粉劑等。研討顯現(xiàn)，農(nóng)用無人機(jī)可以節(jié)省90%的用水量和30%-50%的農(nóng)藥用量，且功率是人工的40至60倍，且比拖拉機(jī)也要高5倍。一架載荷8-10公斤農(nóng)藥的小型無人機(jī)每分鐘就可完結(jié)1畝的噴灑作業(yè)。

2.2 無人機(jī)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的優(yōu)勢(shì)

環(huán)保領(lǐng)域的無人機(jī)應(yīng)用屬于新技術(shù)，但其以高效率低成本的優(yōu)勢(shì)，發(fā)展非常迅速，目前主要用于環(huán)境應(yīng)急和簡(jiǎn)單的大氣環(huán)境指標(biāo)監(jiān)測(cè)等。由于內(nèi)陸水體環(huán)境復(fù)雜、水域面積相對(duì)小且污染類型多樣，對(duì)數(shù)據(jù)精度要求較高，無人機(jī)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作具有廣闊的應(yīng)用前景，具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）有利于提高監(jiān)測(cè)人員的安全性。運(yùn)用無人機(jī)采樣，監(jiān)測(cè)人員不必乘船去往各采樣點(diǎn)位，只需要在岸邊操作無人機(jī)便可以完成水樣采集，風(fēng)險(xiǎn)小且效率高。

（2）有利于提升監(jiān)測(cè)工作質(zhì)量。有些河流河床低，沿岸淤泥沉積，監(jiān)測(cè)人員無法準(zhǔn)確采集水樣，運(yùn)用無人機(jī)采樣便可以達(dá)到并采集水樣，確保了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性、可比性和代表性。

（3）有利于提高工作效率。無人機(jī)采樣方便布置，能夠克服大部分地形因素的干擾，幾乎直線達(dá)到監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，且采集水樣后可以在岸邊靜置水樣，大幅度縮短采樣工作時(shí)間。

（4）有利于降低工作成本。湖泊、河流和水庫等水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作需要配備或租借船只，一個(gè)斷面基本耗時(shí)2-3個(gè)小時(shí)，燃料消耗大，整個(gè)采樣工作成本較高。與之相比，無人機(jī)性價(jià)比高，且可以重復(fù)使用。

（5）有利于避免再次環(huán)境污染。采樣船大部分使用柴油為燃料，柴油燃燒后產(chǎn)生二氧化碳、各種烴類等有毒物質(zhì)，造成空氣污染。如柴油泄露會(huì)造成水面油類污染等。無人機(jī)使用清潔能源電能，在水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中不會(huì)造成再次環(huán)境污染。

3 無人機(jī)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的應(yīng)用前景

水是生命之源，在人類的生存和發(fā)展中起著不可代替的重要作用。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，伴隨著水污染和水破壞問題的出現(xiàn)。如何更好通過水環(huán)境監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)水環(huán)境中污染物濃度的遷移變化、時(shí)空分布，沿岸企業(yè)對(duì)水環(huán)境的污染程度等，對(duì)開展環(huán)境保護(hù)工作起著基礎(chǔ)性作用。

無人機(jī)具有低成本、低損耗、可重復(fù)使用且危險(xiǎn)小等諸多優(yōu)勢(shì)，可有效解決河流、湖泊和水庫等水環(huán)境監(jiān)測(cè)問題。無人機(jī)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作應(yīng)用，可以為環(huán)境監(jiān)測(cè)提供有力幫助，切實(shí)提高環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量，從而讓環(huán)境監(jiān)測(cè)工作更有價(jià)值和意義。

結(jié)語

在水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中利用先進(jìn)、科學(xué)有效的監(jiān)測(cè)技術(shù)至關(guān)重要。無人機(jī)技術(shù)的引進(jìn)，有利于提高水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的效率和質(zhì)量，提供完整、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)而提升環(huán)境監(jiān)測(cè)工作質(zhì)量，為及時(shí)、科學(xué)、合理制定環(huán)境保護(hù)方案提供有利的數(shù)據(jù)支撐，從而更加有效的保護(hù)好我國(guó)的水資源。因此無人機(jī)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的應(yīng)用，必將帶來巨大且積極的變化，具體廣闊的應(yīng)用前景。