劉安明，劉 強(qiáng)

（重慶市友利水利工程白蟻防治研究所，401120，重慶）

千里之堤，潰于蟻穴。長(zhǎng)期以來，白蟻危害一直是河道堤防、水庫(kù)大壩等水利工程出現(xiàn)滲漏、跌窩甚至垮壩、潰堤等險(xiǎn)情的誘發(fā)因素之一，是水利工程安全的重大威脅。隨著數(shù)字化、智能化技術(shù)的發(fā)展，白蟻防治技術(shù)不斷升級(jí)換代，為白蟻防治工作提供了針對(duì)性、實(shí)用性、有效性更強(qiáng)的監(jiān)測(cè)、預(yù)警、防治手段。為實(shí)現(xiàn)水利工程“互聯(lián)網(wǎng)+白蟻防治＋智能化+可視化+一體化”白蟻綜合治理目標(biāo)，重慶市友利水利工程白蟻防治研究所研發(fā)了“全時(shí)智能白蟻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)高效精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)白蟻隱患，實(shí)現(xiàn)“治小、治早、治住”，降低白蟻危害風(fēng)險(xiǎn)。

一、研發(fā)背景

傳統(tǒng)的白蟻危害防治方法主要分為物理方法、化學(xué)方法和生物方法。物理方法包括人工挖巢法、熏煙熏蒸法、砂礫屏障法、不銹鋼網(wǎng)屏障法等，費(fèi)工費(fèi)力，且可能破壞堤壩原有結(jié)構(gòu)；化學(xué)方法包括藥物灌漿法、埋設(shè)誘餌包和毒餌誘殺法等，常采用除蟲菊酯類、吡唑類、苯甲?；孱惖人巹┻M(jìn)行白蟻滅殺，存在污染土壤及環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)；生物方法則主要依靠蜘蛛、青蛙、蟾蜍、穿山甲、食蟻獸等白蟻天敵進(jìn)行白蟻防治，難以實(shí)現(xiàn)高效、長(zhǎng)效滅殺，且無法與信息化監(jiān)測(cè)手段相結(jié)合，不適宜大規(guī)模推廣。傳統(tǒng)白蟻滅殺方法均存在一定的局限性。

二、堤壩工程全時(shí)智能白蟻危害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

堤壩工程全時(shí)智能白蟻危害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是基于生物學(xué)和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，集監(jiān)測(cè)、預(yù)警、防治等功能于一體的新型智能化白蟻防治系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠全天候?qū)崟r(shí)探測(cè)白蟻活動(dòng)蹤跡，對(duì)收集到的異常信號(hào)進(jìn)行計(jì)算、分析、研判后，發(fā)出白蟻活動(dòng)報(bào)警信息并通過計(jì)算機(jī)、手機(jī)等可視化方式通知白蟻防治技術(shù)人員。

1.技術(shù)原理

通過在需要進(jìn)行白蟻防治的堤壩工程區(qū)域土壤等周圍環(huán)境中安裝白蟻監(jiān)測(cè)裝置，并借助餌料吸引白蟻。當(dāng)活動(dòng)的白蟻進(jìn)入監(jiān)測(cè)范圍，會(huì)引起電阻率變化，進(jìn)而觸發(fā)監(jiān)測(cè)裝置產(chǎn)生信號(hào)，信號(hào)通過射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)，利用互聯(lián)網(wǎng)直接發(fā)送到計(jì)算機(jī)監(jiān)控平臺(tái)。白蟻防治人員通過PC 端及移動(dòng)終端接收計(jì)算機(jī)監(jiān)控平臺(tái)發(fā)送的信號(hào)，趕到現(xiàn)場(chǎng)查看，確認(rèn)有白蟻進(jìn)入后投放滅治餌劑或采用其他措施進(jìn)行滅治（圖1）。

圖1 白蟻全時(shí)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)原理

2.系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)主要由智能監(jiān)測(cè)裝置和智能監(jiān)測(cè)平臺(tái)兩部分組成。監(jiān)測(cè)裝置包含監(jiān)測(cè)餌站、智能監(jiān)測(cè)端、監(jiān)測(cè)餌料、地下型餌劑（圖2）。工作人員通過讀取、分析數(shù)據(jù)，可實(shí)時(shí)掌握監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量、白蟻侵入情況、系統(tǒng)故障、監(jiān)測(cè)端電壓、監(jiān)測(cè)點(diǎn)信號(hào)發(fā)送、監(jiān)測(cè)點(diǎn)維護(hù)等監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

圖2 白蟻全時(shí)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)裝置

3.技術(shù)優(yōu)勢(shì)

白蟻全時(shí)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將白蟻防治工作的數(shù)據(jù)、功能、全流程管理整合為一體，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)较到y(tǒng)后臺(tái)，授權(quán)用戶通過手機(jī)App和PC端可以實(shí)時(shí)在后臺(tái)監(jiān)測(cè)施工項(xiàng)目以及分布在各個(gè)區(qū)域內(nèi)的裝置情況，根據(jù)后臺(tái)反饋的異常情況進(jìn)行處理，既提高了防治工作的效率，又可實(shí)現(xiàn)全省、多市（區(qū)、縣）白蟻防治“一體化”集中管理。

三、應(yīng)用實(shí)例

1.系統(tǒng)應(yīng)用水庫(kù)工程概況

重慶市向陽水庫(kù)始建于1966年，地處潼南區(qū)龍形鎮(zhèn)丁壩村，是一座以灌溉為主，兼顧養(yǎng)殖、防洪等功能的?。?）型水庫(kù)。向陽水庫(kù)大壩為土石混合壩，最大壩高25.2 m，壩頂高程321.11 m，壩頂寬6 m，壩軸線長(zhǎng)95.6 m。

2022年年初，對(duì)向陽水庫(kù)常年蓄水位以上至外坡浸潤(rùn)線以上的壩體以及周邊環(huán)境進(jìn)行全面普查，發(fā)現(xiàn)壩內(nèi)坡左端、壩外坡左端以及壩頂有大量蟻路、泥被以及白蟻蛀蝕物，水庫(kù)周邊植被與壩體連接處也發(fā)現(xiàn)多處白蟻危害痕跡。經(jīng)初步判斷，向陽水庫(kù)白蟻危害等級(jí)為Ⅰ級(jí)。

2.系統(tǒng)設(shè)置情況

2022年6月5日，對(duì)大壩壩頂兩側(cè)綠地、浸潤(rùn)線以上位置，從南到北方向以5 m為間距，設(shè)置堤壩工程全時(shí)智能白蟻危害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。背水坡設(shè)置3 排，每排間距4 m，第1排距壩肩4 m；迎水坡設(shè)置1排，距壩肩1 m。安裝時(shí)，首先用移動(dòng)式鉆機(jī)鉆孔，孔直徑60 mm，深度300 mm，將放置有監(jiān)測(cè)端和監(jiān)測(cè)餌料的監(jiān)測(cè)餌站放入孔內(nèi)，共放置56套，并逐一編號(hào)（圖3）。

圖3 水庫(kù)白蟻監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置（紅色標(biāo)點(diǎn)表示部分設(shè)置點(diǎn)位）

3.監(jiān)測(cè)效果分析

（1）白蟻監(jiān)測(cè)裝置準(zhǔn)確性

堤壩工程全時(shí)智能白蟻危害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置以來，報(bào)警的裝置累計(jì)有8個(gè)，經(jīng)檢查，裝置內(nèi)均誘捕到了黑翅土白蟻。進(jìn)一步對(duì)所有監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行開蓋檢查，不存在發(fā)生白蟻侵入但監(jiān)測(cè)裝置未報(bào)警的情況。

（2）白蟻治理效果分析

對(duì)于誘捕到白蟻的點(diǎn)位，工作人員投放餌劑，并每周進(jìn)行1次檢查。若餌劑被取食，則繼續(xù)添加，直至餌劑不再被取食。最后1 次投放餌劑后，若白蟻不再取食時(shí)間達(dá)到30 d，則認(rèn)為白蟻滅治完成。

圖4為監(jiān)測(cè)裝置逐月報(bào)警數(shù)，可以看出，截至2023年5月，大壩中未監(jiān)測(cè)到白蟻活動(dòng)跡象。

圖4 監(jiān)測(cè)裝置報(bào)警數(shù)量統(tǒng)計(jì)

從監(jiān)測(cè)裝置安裝到裝置報(bào)警的間隔時(shí)間稱為報(bào)警時(shí)長(zhǎng)（d），是智能型監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)重要性能指標(biāo)。其中最短報(bào)警時(shí)長(zhǎng)能在一定程度上反映監(jiān)測(cè)裝置的靈敏度，報(bào)警時(shí)間越短，裝置越靈敏；最長(zhǎng)報(bào)警時(shí)長(zhǎng)，則反映監(jiān)測(cè)裝置在野外埋設(shè)后的有效使用時(shí)長(zhǎng)。在本項(xiàng)目中（詳見表1），最短報(bào)警時(shí)長(zhǎng)僅17 d，最長(zhǎng)報(bào)警時(shí)長(zhǎng)為254 d，裝置體現(xiàn)出較高的靈敏度和較長(zhǎng)的耐久性。值得注意的是，在通常認(rèn)為白蟻活動(dòng)強(qiáng)度最低的季節(jié)（1 月和2 月），裝置也及時(shí)監(jiān)測(cè)到白蟻活動(dòng)信息。

表1 向陽水庫(kù)大壩全時(shí)智能監(jiān)測(cè)裝置誘捕白蟻的報(bào)警時(shí)長(zhǎng)

各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的白蟻滅治時(shí)長(zhǎng)和投藥量如表2所示，平均時(shí)長(zhǎng)為101 d，平均投藥量135 g。結(jié)果表明，裝置能夠高效、快速實(shí)現(xiàn)白蟻滅治。

表2 向陽水庫(kù)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位白蟻滅治時(shí)長(zhǎng)及投藥量

4.效益成本分析

向陽水庫(kù)大壩白蟻監(jiān)測(cè)項(xiàng)目共安裝56套全時(shí)智能監(jiān)測(cè)裝置，3年總費(fèi)用約68 500元（表3）。每個(gè)智能監(jiān)測(cè)裝置的安裝日期、維護(hù)記錄、安裝位置、報(bào)警異常日期等詳細(xì)記錄可通過全時(shí)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行查詢，能更有效做好項(xiàng)目管理，有助于項(xiàng)目數(shù)據(jù)分析，減少人工統(tǒng)計(jì)分析及資料成本。通過長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)精準(zhǔn)滅治，達(dá)到有效滅治白蟻效果。

表3 向陽水庫(kù)白蟻防治工程費(fèi)用（采用全時(shí)智能監(jiān)測(cè)裝置）

通過分析對(duì)比（表3、表4），安裝堤壩工程全時(shí)智能白蟻危害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以節(jié)省人力、物力，尤其是大幅度減少了報(bào)警前人工大面積檢查、普查的工作量，而且精準(zhǔn)度高，白蟻入侵后報(bào)警率高達(dá)99%以上，減少人工漏查漏報(bào)。

表4 向陽水庫(kù)白蟻防治工程費(fèi)用（采用常規(guī)白蟻防治方式）

采用堤壩工程全時(shí)智能白蟻危害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)治理和預(yù)防堤壩工程白蟻危害，是近幾年我國(guó)白蟻防治領(lǐng)域重大技術(shù)突破，該技術(shù)集白蟻預(yù)防與滅治為一體，具有操作簡(jiǎn)便、防治效果好、對(duì)水源和環(huán)境無污染等特點(diǎn)，是蟲害綜合管理（IPM）技術(shù)在我國(guó)白蟻偵測(cè)、預(yù)警、防治、控制中的具體應(yīng)用。目前，我國(guó)江蘇（蘇州、如皋）、安徽（合肥、安慶）、湖南（郴州）、四川（瀘州）、浙江（寧波）、河南（小浪底）、廣西（巴馬）多地堤壩工程均有采用堤壩工程全時(shí)智能白蟻危害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行堤壩白蟻治理和防護(hù)的案例。其中，湖南（郴州）、安徽（合肥）、四川（瀘州）、江蘇（蘇州、如皋）應(yīng)用了本項(xiàng)目采用的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

四、結(jié) 語

白蟻一直是威脅江河湖海堤壩工程安全的重要因素之一。堤壩工程全時(shí)智能白蟻危害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有友好、可視的管理平臺(tái)和便于安裝施工、開蓋檢查的精巧結(jié)構(gòu)，誘捕到白蟻后報(bào)警及時(shí)靈敏，長(zhǎng)期應(yīng)用性能穩(wěn)定。