劉安明，劉 強

（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。長期以來，白蟻危害一直是河道堤防、水庫大壩等水利工程出現(xiàn)滲漏、跌窩甚至垮壩、潰堤等險情的誘發(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)不斷升級換代，為白蟻防治工作提供了針對性、實用性、有效性更強的監(jiān)測、預(yù)警、防治手段。為實現(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，重慶市友利水利工程白蟻防治研究所研發(fā)了“全時智能白蟻監(jiān)測系統(tǒng)”，該系統(tǒng)可實時高效精準發(fā)現(xiàn)白蟻隱患，實現(xiàn)“治小、治早、治住”，降低白蟻危害風險。

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，費工費力，且可能破壞堤壩原有結(jié)構(gòu)；化學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行白蟻滅殺，存在污染土壤及環(huán)境的風險；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行白蟻防治，難以實現(xiàn)高效、長效滅殺，且無法與信息化監(jiān)測手段相結(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、堤壩工程全時智能白蟻危害監(jiān)測系統(tǒng)

堤壩工程全時智能白蟻危害監(jiān)測系統(tǒng)是基于生物學和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，集監(jiān)測、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探測白蟻活動蹤跡，對收集到的異常信號進行計算、分析、研判后，發(fā)出白蟻活動報警信息并通過計算機、手機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)測裝置，并借助餌料吸引白蟻。當活動的白蟻進入監(jiān)測范圍，會引起電阻率變化，進而觸發(fā)監(jiān)測裝置產(chǎn)生信號，信號通過射頻識別（RFID）技術(shù)，利用互聯(lián)網(wǎng)直接發(fā)送到計算機監(jiān)控平臺。白蟻防治人員通過PC 端及移動終端接收計算機監(jiān)控平臺發(fā)送的信號，趕到現(xiàn)場查看，確認有白蟻進入后投放滅治餌劑或采用其他措施進行滅治（圖1）。

圖1 白蟻全時智能監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)原理

2.系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)主要由智能監(jiān)測裝置和智能監(jiān)測平臺兩部分組成。監(jiān)測裝置包含監(jiān)測餌站、智能監(jiān)測端、監(jiān)測餌料、地下型餌劑（圖2）。工作人員通過讀取、分析數(shù)據(jù)，可實時掌握監(jiān)測點數(shù)量、白蟻侵入情況、系統(tǒng)故障、監(jiān)測端電壓、監(jiān)測點信號發(fā)送、監(jiān)測點維護等監(jiān)測系統(tǒng)運行狀態(tài)。

圖2 白蟻全時智能監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測裝置

3.技術(shù)優(yōu)勢

白蟻全時智能監(jiān)測系統(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)測數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)较到y(tǒng)后臺，授權(quán)用戶通過手機App和PC端可以實時在后臺監(jiān)測施工項目以及分布在各個區(qū)域內(nèi)的裝置情況，根據(jù)后臺反饋的異常情況進行處理，既提高了防治工作的效率，又可實現(xiàn)全省、多市（區(qū)、縣）白蟻防治“一體化”集中管理。

三、應(yīng)用實例

1.系統(tǒng)應(yīng)用水庫工程概況

重慶市向陽水庫始建于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。向陽水庫大壩為土石混合壩，最大壩高25.2 m，壩頂高程321.11 m，壩頂寬6 m，壩軸線長95.6 m。

2022年年初，對向陽水庫常年蓄水位以上至外坡浸潤線以上的壩體以及周邊環(huán)境進行全面普查，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，向陽水庫白蟻危害等級為Ⅰ級。

2.系統(tǒng)設(shè)置情況

2022年6月5日，對大壩壩頂兩側(cè)綠地、浸潤線以上位置，從南到北方向以5 m為間距，設(shè)置堤壩工程全時智能白蟻危害監(jiān)測系統(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，首先用移動式鉆機鉆孔，孔直徑60 mm，深度300 mm，將放置有監(jiān)測端和監(jiān)測餌料的監(jiān)測餌站放入孔內(nèi)，共放置56套，并逐一編號（圖3）。

圖3 水庫白蟻監(jiān)測點設(shè)置（紅色標點表示部分設(shè)置點位）

3.監(jiān)測效果分析

（1）白蟻監(jiān)測裝置準確性

堤壩工程全時智能白蟻危害監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)置以來，報警的裝置累計有8個，經(jīng)檢查，裝置內(nèi)均誘捕到了黑翅土白蟻。進一步對所有監(jiān)測裝置進行開蓋檢查，不存在發(fā)生白蟻侵入但監(jiān)測裝置未報警的情況。

（2）白蟻治理效果分析

對于誘捕到白蟻的點位，工作人員投放餌劑，并每周進行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，若白蟻不再取食時間達到30 d，則認為白蟻滅治完成。

圖4為監(jiān)測裝置逐月報警數(shù)，可以看出，截至2023年5月，大壩中未監(jiān)測到白蟻活動跡象。

圖4 監(jiān)測裝置報警數(shù)量統(tǒng)計

從監(jiān)測裝置安裝到裝置報警的間隔時間稱為報警時長（d），是智能型監(jiān)測系統(tǒng)的一個重要性能指標。其中最短報警時長能在一定程度上反映監(jiān)測裝置的靈敏度，報警時間越短，裝置越靈敏；最長報警時長，則反映監(jiān)測裝置在野外埋設(shè)后的有效使用時長。在本項目中（詳見表1），最短報警時長僅17 d，最長報警時長為254 d，裝置體現(xiàn)出較高的靈敏度和較長的耐久性。值得注意的是，在通常認為白蟻活動強度最低的季節(jié)（1 月和2 月），裝置也及時監(jiān)測到白蟻活動信息。

表1 向陽水庫大壩全時智能監(jiān)測裝置誘捕白蟻的報警時長

各監(jiān)測點位的白蟻滅治時長和投藥量如表2所示，平均時長為101 d，平均投藥量135 g。結(jié)果表明，裝置能夠高效、快速實現(xiàn)白蟻滅治。

表2 向陽水庫各監(jiān)測點位白蟻滅治時長及投藥量

4.效益成本分析

向陽水庫大壩白蟻監(jiān)測項目共安裝56套全時智能監(jiān)測裝置，3年總費用約68 500元（表3）。每個智能監(jiān)測裝置的安裝日期、維護記錄、安裝位置、報警異常日期等詳細記錄可通過全時智能監(jiān)測系統(tǒng)進行查詢，能更有效做好項目管理，有助于項目數(shù)據(jù)分析，減少人工統(tǒng)計分析及資料成本。通過長期監(jiān)測精準滅治，達到有效滅治白蟻效果。

表3 向陽水庫白蟻防治工程費用（采用全時智能監(jiān)測裝置）

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

表4 向陽水庫白蟻防治工程費用（采用常規(guī)白蟻防治方式）

采用堤壩工程全時智能白蟻危害監(jiān)測系統(tǒng)治理和預(yù)防堤壩工程白蟻危害，是近幾年我國白蟻防治領(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，具有操作簡便、防治效果好、對水源和環(huán)境無污染等特點，是蟲害綜合管理（IPM）技術(shù)在我國白蟻偵測、預(yù)警、防治、控制中的具體應(yīng)用。目前，我國江蘇（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智能白蟻危害監(jiān)測系統(tǒng)進行堤壩白蟻治理和防護的案例。其中，湖南（郴州）、安徽（合肥）、四川（瀘州）、江蘇（蘇州、如皋）應(yīng)用了本項目采用的智能監(jiān)測系統(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。堤壩工程全時智能白蟻危害監(jiān)測系統(tǒng)具有友好、可視的管理平臺和便于安裝施工、開蓋檢查的精巧結(jié)構(gòu)，誘捕到白蟻后報警及時靈敏，長期應(yīng)用性能穩(wěn)定。