1、 - 16 -珠海市地方標準無人水面艇近岸水質采樣作業規范（征求意見稿）編制說明任務來源 2021年8月，依據珠海市市場監督管理局關于征集2022年度珠海市地方標準制修訂計劃項目的通知，珠海云洲智能科技股份有限公司聯合珠海市東部生態環境監測中心向珠海市市場監督管理局遞交了無人艇近岸水質采樣作業技術規范地方標準制定申請材料。經過材料預審、立項評審和立項計劃公示等環節，2021年12月，珠海市市場監督管理局印發了關于批準下達2022年珠海市地方標準制修訂計劃項目的通知，正式批準了珠海市地方標準制定計劃項目無人水面艇近岸水質采樣作業規范。該項目由珠海云洲智能科技股份有限公司作為標準主導單位，珠海市生

2、態環境局作為歸口部門。標準制定的必要性和意義珠海市屬于沿海城市，市內水域豐富，尤其是具有狹長廣闊的海岸線，已成為珠海獨特的風景線。近岸海水和地表水的水質采樣監測和質量監管工作直接影響珠海市的城市形象，且監管工作任務繁重。尤其是對于涵洞、淺河渠以及存在復雜情況的危險水域，傳統人工采樣方式面臨較大挑戰。水質采樣工作需要根據技術發展采用更為智能更高效率的方式和手段。無人艇已經在國內整個環保行業開展了大量的試點運用，在珠海市環境監測系統中也已經得到了實踐應用。行業內水質采樣無人艇其適應性和可靠性已經得到反復驗證。無人艇體積小、吃水淺、可遠程遙控或自主航行，采樣數據可實時傳輸，具有作業效率高、作業范圍廣

3、、工作風險低、作業靈活等諸多優點。由于采樣工作人員操控技能、不同無人艇功能性能等差異原因，目前無人艇采樣作業過程中也存在許多不規范不科學不嚴謹的地方，影響無人艇采樣過程和采樣結果。目前并無無人船近岸水質采樣作業技術規范的國家標準、行業標準以及廣東省、珠海市地方標準。為更好地利用無人艇提高水質采樣工作效率和工作質量，有必要對無人艇采樣作業過程進行標準化和規范化。主要起草過程召開項目啟動會2022年3月，項目主導單位珠海云洲智能科技股份有限公司聯合珠海市東部生態環境監測中心，在情侶北路香山海洋科技港，組織召開了該標準啟動會。啟動會上確立了標準工作組成員，以及標準制定工作計劃和時間安排，討論形成無人

4、水面艇近岸水質采樣作業規范（草案）。開展行業法規和標準整理為確保該標準內容與環保行業已經發布的法規、標準保持協調，不出現違反已有強制性標準情況，同時廣泛吸收國內已有標準的成果經驗，2022年4月-5月，標準起草小組成員根據標準工作計劃，針對行業內已經發布的和正在編制的無人艇采樣監測相關標準進行了文本查閱和全面梳理。在此基礎上，對無人水面艇近岸水質采樣作業規范（草案）進行了多次修改完善，形成無人水面艇近岸水質采樣作業規范（工作組討論稿）。已經發布實施的水質監測用無人艇相關的環保行業通用標準主要包括三個方面。一是水質監測項目的測定方法標準，具體如水質 濁度的測定 濁度計法（HJ 10752019）

5、水質 pH值的測定 電極法（HJ 11472020）等。二是水質在線自動監測儀產品標準，具體如水質自動采樣器技術要求及檢測方法（HJ/T 372-2007）等。三是水質采樣和監測作業標準，具體如地表水自動監測技術規范（HJ 952017）近岸海域環境監測技術規范（HJ 4422020）污水監測技術規范（HJ 91.12019）突發環境事件應急監測技術規范（HJ 12252021）等。2020年7月生態環境部發布了關于征求國家環境保護標準意見的函。該環保行業標準主要規定了水質監測用無人艇技術性能和指標的要求及檢驗評估。中國質量檢驗協會和中國水利企業協會于2021年1月5日發布了兩項團體標準無人船

6、船載水質監測系統（T/CAQI 169-2021）和水質監測無人船巡查作業技術導則（T/CAQI 170-2021）。無人船船載水質監測系統（T/CAQI 1692021）主要規定了無人船船載水質監測系統的組成、功能、技術要求、檢驗方法、標志、包裝、運輸及貯存等要求。該標準主要從船載水質監測系統的工作環境、監測參數、各單元功能、艙內艙外結構、電磁兼容性、通信要求、傳感器安裝等方面進行了規定，并提出了部分檢驗方法。水質監測無人船巡查作業技術導則（T/CAQI 1702021）主要對水質監測無人船巡查系統的組成、功能、作業（人員、安全、環境、維護保養）、巡查前準備（人員準備、作業準備）、巡查模式及

7、內容、資料的整理及提交、異常情況處置等內容進行了規范，適用于采用小型水質監測無人船（船長5m以下）對地表水進行的巡查作業。山東省市場監督管理局在2020年12月發布了山東省地方標準無人船近岸海水采樣技術規范（DB 37/T 43002020 ）。該標準規定了無人船近岸海水采樣的船只性能、采樣航線、樣品采集及無人船維護等技術要求。該標準屬于水質監測用無人艇作業標準，適用于近岸海域基于無人船的海水采樣工作。表1 無人水面艇近岸水質采樣作業規范相關的主要參閱標準序號標準名稱標準號1近岸海域水質自動監測技術規范HJ731-20142近岸海域環境監測點位布設技術規范HJ730-20143近岸海域環境監測

8、技術規范第一部分總則HJ442.1-20204近岸海域環境監測技術規范第二部分數據處理與信息管理HJ442.3-20205近岸海域環境監測技術規范第三部分近岸海域水質監測HJ442.8-20206近岸海域環境監測技術規范第九部分近岸海域應急與專題監測HJ442.9-20207近岸海域環境監測技術規范第十部分評價及報告HJ442.10-20208污水監測技術規范HJ91.1-20199水質樣品的保存和管理技術規定HJ493-200910水質采樣技術指導HJ494-200911水質采樣方案設計技術規定HJ495-200912突發環境事件應急監測技術規范HJ589-201013環境監測質量管理技術導

9、則HJ630201114地表水自動監測技術規范（試行）HJ915-201715水污染物排放總量監測技術規范HJ/T92-200216PM10采樣器技術要求及檢測方法HJ/T93-200317水質自動采樣器技術要求及檢測方法HJ/T372-200718水質河流采樣技術指導HJ/T52-199919地表水環境質量監測技術規范HJ91.2-202220地表水自動監測技術規范（試行）HJ/T915-201721海洋監測規范第3部分：樣品采集、貯存與運輸GB 17378.3-200722海洋監測規范 第4部分：海水分析GB 17378.4-200723無人船近岸海水采樣技術規范DB37/T4300-20

10、2024水質監測無人船巡查作業技術導則T/CAQI170-202125無人船船載水質監測系統T/CAQI 169-202126水質監測用無人艇技術要求（試行）/開展產品研發應用情況調研設備選型是作業規范的重要內容，為保證無人艇的技術要求符合行業現狀，2022年5月-6月，標準起草小組針對行業內主要水質監測用無人艇企業及產品開展了摸底調研，了解主要產品的研發設計和應用情況。在此基礎上，對無人水面艇近岸水質采樣作業規范（工作組討論稿）進行了多次修改完善，形成無人水面艇近岸水質采樣作業規范（工作組討論二稿）。水質監測用無人艇系統主要構成可分為艇體平臺、動力系統、控制系統、感知系統、定位系統、通信系統

11、、采樣和監測任務模塊等。在艇體平臺方面，目前國內水質監測用無人艇的主流船體采用的是雙體船型，以纖維復合材料為主，艇體長度基本在800mm2600mm左右。小部分也會采用單體或者三體船型。由于船體整體較小，耐波性較差，抗風浪等級主要在3-4級風、2級浪，所以國內開發設計的水質監測用無人艇主要用于河道、湖泊、水庫等地表水的采樣監測工作，少數型號的無人艇產品可用于近岸海域的水質采樣監測。在動力系統方面，水質監測用無人艇普遍采用的是鋰電池作為供能模塊。在推進形式上，水質監測用無人艇基本采用噴泵或涵道式槳葉推進方式，其中以涵道式居多。目前行業內設計的采樣監測用無人艇空載時的最大航速基本在6m/s以下。在

12、自主功能方面，采樣監測用無人艇大部分都具備遠程遙控和自主航行兩種控制模式，且具備自主避障功能。除了感知避障功能，電量低或失聯情況下的自動返航，也已經基本成為目前水質監測用無人艇的標配功能。小部分型號無人艇還具有采樣點原位保持能力（超出采樣點一定半徑距離后能自動返回）。采樣管路自清洗功能，目前還沒有成為采樣監測用無人艇的標配功能。極小部分型號產品只具備手動遙控作業模式。采樣和監測作業模塊基本都是選用環保行業已有的標準化采樣器或監測傳感器，由于受制于現有水樣的處理方式、水質監測傳感器技術、環保技術標準和法規、水質監測用無人艇實踐經驗等因素影響，目前水質監測用無人艇，僅能支持部分測定項目的水質可靠采

13、樣或在線監測。根據裝載的作業模塊功能不同，目前設計開發的水質監測用無人艇具體可劃分為三種不同產品類型：采樣無人艇、采樣監測無人艇和在線監測無人艇。采樣無人艇只具備采樣功能，根據采樣能力，又可劃分為單點采樣無人艇和多點連續采樣無人艇。組織召開標準研討會2022年7月，標準主導單位珠海云洲智能科技股份有限公司邀請了水質管理、水質檢測、無人艇研發等方面機構專家，在香山海洋科技港組織召開了無人水面艇近岸水質采樣作業規范地方標準研討會。根據專家意見和建議，標準起草小組對無人水面艇近岸水質采樣作業規范（工作組討論二稿）進行了多次修改完善，最終形成無人水面艇近岸水質采樣作業規范（征求意見稿）。四、制定標準的

14、原則和依據，與現行法律法規、標準的關系加強標準的協調性。 在本標準起草過程中，標準起草小組查閱了大量的環保行業已有的技術標準，考查了相關條款在本標準中的適用性，為了保持本標準與已有環保行業標準的不出現矛盾沖突，保持本標準與原有標準技術內容的協調銜接，本標準的相關條款在適用的地方都盡量引用已有相關標準。保證標準的適用性。 在本標準起草過程中，標準起草小組在總結云洲無人艇產品多年使用作業的經驗基礎上，對水質監測無人艇行業產品及應用情況進行了充分摸底調研，充分吸納了珠海市水質采樣監測技術機構、環保管理機構的專家及一線工作人員的意見和建議，力求本標準內容科學合理、可操作性強，真正指導基于無人艇的采樣作

15、業。體現標準的先進性。 在本標準起草過程中，標準起草小組充分查閱了行業內已經發布的相近的團體標準和省外地方標準，積極借鑒其中優秀的成果和經驗。同時在考查無人艇作業實際的基礎上，本標準融合了近岸海水和地表水的采樣作業內容，以此增強本標準的適用范圍和場景，在安全設計、交互控制等技術指標內容上，充分體現了行業內采樣監測無人艇的最新技術開發成果。遵守標準的規范性。 在本標準起草過程中，標準起草小組嚴格按照環保行業標準管理辦法、珠海市地方標準管理辦法和GB/T 1.1的規定要求進行開展標準研制工作，力求標準制定過程嚴謹，語言和格式嚴格符合標準規范。五、標準主要技術內容（一）適用范圍本文件規定了無人水面艇

16、（以下簡稱無人艇）進行近岸水質采樣的監測項目、設備選型、環境條件、人員能力、準備工作、現場操作、質量控制、數據記錄和作業安全等要求。本文件適用于無人艇進行近岸海水以及地表水的采樣。規范性引用文件在標準起草過程中，本標準主要對以下文件進行了規范性引用：HJ 91.22022 地表水環境質量監測技術規范HJ 442.1 近岸海域環境監測技術規范 第一部分 總則HJ 442.32020 近岸海域環境監測技術規范 第三部分 近岸海域水質監測HJ 4932009 水質 樣品的保存和管理技術規定HJ 4942009 水質 采樣技術指導術語和定義 本標準主要對水面無人艇、采樣無人艇、自主航行、遠程遙控等新興

17、術語進行了界定。監測項目無人艇采樣作業有一定的監測參數范圍限制，明確無人艇采樣作業的前提條件，是最基本的作業要求。因此本標準首先規定了適用于無人艇采樣作業的監測項目要求：采樣前應明確采樣的目的和監測項目，對于宜進行原位監測、待測物易被采樣管路或容器吸附以及不可進行水樣分裝的監測項目，不宜使用采樣無人艇進行水質采樣。采樣無人艇設備選型選擇合適的設備，是開展作業的首要工作。水質采樣無人艇系統主要構成可分為艇體平臺、動力系統、控制系統、感知系統、定位系統、通信系統、采樣任務模塊等。本條款基于作業場景、設備安全、先進技術成果等方面考慮，從水質采樣無人艇系統的各個模塊對采樣無人艇應滿足的基本技術指標提出

18、了要求：艇體方面，采樣無人艇工作海況應至少達到3級風、0.5m浪要求。控制方面，采樣無人艇宜同時支持手動遙控和自主航行兩種控制模式。自主航行模式進行定點采樣時具有原位保持能力，原位保持半徑范圍不超過4m。動力方面，空載狀態下采樣無人艇平靜水域航行時的最高航速應不小于4m/s。通信能力方面，采樣無人艇宜采用窄帶數傳電臺、無線寬帶專網、公網等多模式通信，實現通信穩定。采樣無人艇手動遙控時通信距離應不小于500m，自主航行時的無線寬帶專網通信距離應不小于2km，支持記錄無人艇狀態信息（位置、航向、姿態）和采樣數據（采樣位置、深度、時間）。定位功能方面，采樣無人艇應裝備有全球定位系統，平面定位精度應不

19、大于2.5m。感知功能方面，采樣無人艇宜具有采樣現場拍照和視頻記錄功能以及自主避障功能。采樣模塊方面，采樣無人艇的采樣單元應符合如下要求：采樣器應符合HJ 442.32020中4.1.4.1要求；采樣容器應符合HJ 4942009中6.1要求；水下最大采樣深度不小于0.5m。交互系統方面，手持遙控器能至少實現對無人艇的控制，顯示無人艇的工作狀態，防塵防水等級滿足IP46要求。岸基控制站應能設置采樣參數，下發航行和采樣指令，查看無人艇的工作狀態，采樣數據的實時存儲和查詢，防塵防水等級滿足IP46要求。安全設計方面，采樣無人艇宜采用噴泵或涵道式槳葉推進設計，具有防水草、防漁網纏繞功能。采樣無人艇應

20、具備在航行作業過程中出現通訊中斷、電量低于預設閾值時，自主返航至預設地點的功能。環境條件無人艇使用時雖然具有諸多優點，但并不是無所不能。本條款主要基于對無人艇設備安全和作業人員安全考慮，提出無人艇采樣作業的環境條件要求：作業水域的水文、氣象和水面環境，符合無人艇的吃水深度、安全航行等作業要求。在強電磁干擾環境、雷雨、閃電、臺風、4級以上海況等復雜環境條件下，不應進行無人艇采樣作業。采樣人員采樣人員是作業過程中的關鍵因素，影響作業效率和質量。本條款結合水質采樣監測標準中的人員已有要求和無人艇操控要求，提出以下內容：采樣現場應至少配備兩名以上工作人員，采樣監測人員應具有水質采樣監測工作資質，無人艇

21、操縱人員應經過無人艇操控技能培訓。采樣前準備本條款主要在于理順無人艇采樣作業的先后順序和條理，明確無人艇采樣作業的準備工作，主要內容包括：制定采樣計劃。采樣前，采樣負責人應按照HJ442.12020中4.4.1（海水采樣）或HJ 91.22022中4.2.3.2（地表水采樣）要求制定采樣計劃。準備采樣用具。根據采樣目的和計劃要求，提前準備好無人艇、采樣器、采樣容器、樣品瓶、水樣保存劑和其他所需輔助設備等采樣器材，以及個人防護用具等。檢查無人艇狀態。采樣作業前，應檢查采樣無人艇的狀態：檢查無人艇各功能單元設備，應安裝完備和牢固可靠；連接天線設備和岸端控制設備，檢查無人艇通信網絡連接狀態；檢查采樣

22、容器，確認已按照HJ 442.32020中4.1.2（海水采樣）或HJ 4932009中2.2.2（地表水采樣）要求清洗干凈，并在無人艇艙內安裝妥當待用。規劃航線任務。在岸端控制設備上設置采樣任務參數（如采樣點位，采樣容量，采樣深度等），規劃采樣航線，并確認無人艇安全布放和回收地點。采樣現場操作針對無人艇采樣作業時面臨的兩種常見場景，單點采樣和多點連續采樣，明確了大致的操作步驟，具體詳見標準文本。樣品保存水樣采集回來的首要工作，就是對樣品進行保存預處理。這在已有相關標準中有明確要求：將水樣轉移至樣品瓶后，應按照HJ 442.3-2020中4.3.2（海水采樣）或HJ 91.22022中4.2.4.6（地表水采樣）要求進行樣品的