新质生产力观察 | 水面“扫地机器人”守护一泓清水 ——探访全国首款智慧生态净化岛

净化岛能够自主识别并移动至含藻区域进行除藻作业。

在丹江口市六里坪镇马家岗村，苍翠的山峦环抱着静谧的官山河，一座大桥凌空飞架。桥下水面上，一个圆形的“智慧小岛”正在缓缓移动。作为全国首款智慧生态净化岛，它以水面机器人的形态，以更环保的方式净化水质。6月4日，记者驱车前往现场，探访这款创新智能环保装备。

自由拼接的“变形金刚”

距离马家岗村村部2分钟车程的桥下，一个直径约15米的圆形小岛漂浮于水面上。小岛中部的透明棚内，奕江山环境科技（北京）有限公司高级技工郝永正在对设备进行日常检修。在他的操控下，小岛“活”了过来，开始在水面上缓缓移动。

“它的设计灵感来源于扫地机器人，是一个省力的大家伙。”37岁的郝永是十堰人，自去年5月该公司研发的“简易版”智慧生态净化岛在此投放以来，他便一直负责设施日常维护和技术指导工作。他介绍，作为水体环境治理领域的智能化成果，该设备能为河湖提供集“感知、决策、治理”一体的多功能智慧服务。

郝永说，净化岛通过分析水生态数据，能够识别并自主移动至含藻类区域。其配备有可深入水下约50厘米的大型“护手”，可将漂浮藻类高效揽入设备内部。随后，藻类经过干湿分离，脱水后被吸入岛上自带的回收箱内集中处理，清理效率可达每小时3万平方米以上。

净化岛结构由浮体模块构成，其表面种植着成片的千屈菜，部分已盛开出紫花。“千屈菜是我国广泛分布、净水能力突出的水生植物。”奕江山公司技术总监张羽介绍，“它能有效吸收水中重金属、有机物等污染物，显著降低水体污染浓度。”

除了植物净化技术，该净化岛的模块化设计也颇具巧思。“模块可拼接成多种形状，如长方形、三角形甚至特定图案。”张羽说，圆形设计在水面移动时稳定性更佳、通过性强，尤其在清理藻类或穿越特定区域时优势明显。另外，相比其他形状，圆形也更节省材料。

智能化方面，净化岛可通过远程终端或系统智能决策完成移动、收藻、处理、充电等多种操作。它能够借助无人机、无人船等智能设备实时感知水生态数据，自主分析形成治理方案并自动完成治理动作。满电情况下，其作业水域面积达30万平方米，工作效率远超传统收藻船。

高效除藻的“扫地机器人”

智慧生态净化岛的问世，源于一位十堰籍企业家的家乡情怀与环保使命感。

奕江山公司总经理张盛是十堰人，多年来深耕环保领域。他深知守护一泓清水是十堰肩负的“天大的事”，而高效、环保地清除藻类则是当好“守井人”的重要任务。张盛决心用智能化技术创新保水、护水。

“藻类水华危害十分严重。”张盛介绍，表层藻类密集使阳光难以透射进入湖泊深层，导致深层水体光合作用减弱，溶解氧来源减少。藻类死亡腐化分解则进一步加剧耗氧，必然造成水体缺氧。因此，科学除藻是水体治理的关键。

然而，传统除藻方式存在弊端。人工打捞受制于天气、体力，效率有限且存在扰动生态的风险。“如何实现更高效、环保、智能的除藻？”这个问题长期萦绕在张盛心中。

2023年，张盛组建团队启动项目研发。灵感竟源于常见家用电器——扫地机器人。团队设想出一种水上设备，借鉴其圆形基础造型及原地灵活转向的优势，无需大范围转弯即可精准定位清洁区域，大幅提升作业效率。

为实现技术落地，项目团队积极寻求外部合作，最终与湖北汽车工业学院机器人与自动化学院建立合作关系。该项目核心技术攻关由公司技术总监张羽团队协同湖北汽车工业学院自动化学院的吴岳敏、刘凌云、马彬、刘杰等教师共同完成。

合作团队秉持对十堰水源保护的高度责任感，通过大量资料查阅与数据计算，聚焦三大核心技术难题攻关：水上智能装备自动化精准控制、核心 AI算法优化与部署、可靠的远程网络监控系统。历经艰苦努力，研发成果令人欣喜。操作人员只需通过平板或电脑终端，即可指挥净化岛在指定水域自主规划最优路径，并精准执行任务。

项目主要成员、北京大学首都发展研究院博士蔡满堂也为研发贡献了重要力量。“智慧生态净化岛的问世，是我国水环境治理装备领域的新突破。它为解决河湖富营养化、实现长治久清等世界性难题，提供了可复制推广的技术方案。”蔡满堂说。

鸟类驻足的“生态驿站”

6月4日傍晚，夕阳的余晖洒在官山河上，水面泛起金色涟漪。郝永结束一天的工作，正准备收拾工具，棚内监控屏幕突然弹出警报：“生态模块区域有异常活动。”他快步走上前查看，只见千屈菜丛中，一条银白色的鱼正奋力甩动尾巴，鱼卵星星点点附着在植物茎叶上。

“这条鱼估计是趁着傍晚水温适宜，跳上岛产卵的！”郝永一边说着，一边小心翼翼地蹚过平台。他拨开千屈菜，发现这条约30厘米长的鱼正虚弱地挣扎——原来，它为了产卵跃上岛后，已无力返回水中。郝永轻轻托起鱼，将其放回水中。鱼儿倏然摆尾，迅速潜入深水，留下一圈涟漪。

张羽向记者介绍，岛上还经常有鸟类光顾。据他回忆，曾经有几只白鹭展开修长的翅膀，降落在千屈菜丛中。“这些白鹭是生态岛的‘新居民’，它们选地方很‘挑剔’，既要安全，又要有充足的食物。”

张羽说，“净化岛周围水质清澈，千屈菜吸引微生物和水中昆虫，昆虫又成了鸟类的食物，形成微生物—昆虫—鸟类的自然食物链，加上岛上无人为干扰，天敌也少，自然成了它们的‘理想家园’。”

张羽说，净化岛运行以来，已吸引野鸭、白鹭等鸟类在此停留觅食，甚至筑巢育雏。近期，千屈菜将大面积开花，届时净化岛也将成为一道靓丽的水上景观。

净化岛的植物配置并非一成不变。“我们可以根据具体水域水质，灵活调整种植的植物种类，最大化发挥其净水效果。”张盛说。

“目前生态岛已实现‘边监测、边治理、边修复’闭环运行，但我们的目标不止于此。”张盛指着正在调试的新模块向记者透露，团队正在研发超声波除藻技术，通过高频声波精准破坏藻类细胞壁，有望再次提升藻类清除效率。

“丹江口的水，最终将流进北京的千家万户。”张盛望向远方的山峦深情地说，“我们不仅要确保水源‘干净’，更要让它永葆‘健康’。”

记者 手记

官山河面，智慧生态净化岛缓缓划开水面，千屈菜的紫色花穗随波轻摆，白鹭忽然从岛边掠过，惊起一串细碎的水花。

采访过程中，张盛的话尤为令人触动：“喝着丹江口水库的水长大，就该让这水更干净地流出去。”这种朴素的责任感，贯穿于整个研发过程。一个直径15米的小岛，却让记者感受到，环保科技的突破，从来不是单打独斗，而是政府、企业、高校乃至每个普通人的“生态共振”。

离开时，暮色中的官山河流域波光粼粼，净化岛的轮廓渐渐与山水融为一体。记者忽然意识到，南水北调的伟大，不仅在于一泓清水的物理跨越，更在于千万人对“绿水青山就是金山银山”的信念坚守。从传统除藻船的“汗流浃背”到智慧生态净化岛的“静默守护”，变的是治理方式，不变的是水源区人民对生态的敬畏、对家园的热爱。