飲用水水源地水質在線監測系統解析

飲用水水源地是公眾飲水安全的核心源頭，其水質直接關聯居民健康與公共衛生安全。傳統人工采樣、實驗室分析模式存在監測頻次低、數據滯后等問題，難以應對水源地實時監管需求。環境監測領域專家指出，水質在線監測系統通過物聯網與自動化技術整合，構建實時、連續的智能化監測體系，可有效彌補傳統模式短板，為水源地保護提供關鍵技術支撐。

一、系統核心定位與功能價值

飲用水水源地水質在線監測系統以實時感知水質變化為核心，形成 “采集 - 傳輸 - 分析 - 預警” 全流程閉環。系統支持 7X24 小時無人管控，數據自動上傳至平臺，同時通過智能分析將關鍵信息轉化為可視化圖表，助力管理人員快速掌握水質狀況。數據異常時系統可提前預警，部分聯動設備能自動執行防治措施以降低污染風險；污染物溯源功能通過水質參數趨勢分析鎖定污染源頭，為執法監管提供依據。該系統使水源地監測從被動應對轉向主動防控，顯著提升監測效率與監管精準度。

二、系統組成架構與層級設計

系統采用 “前端感知 - 數據傳輸 - 平臺應用” 三層架構，各層級協同保障數據高效流轉。

• 前端感知層：整合投入式傳感器、浮標監測站、岸邊監測站等設備，根據水源地特點靈活部署 —— 淺水區布設投入式傳感器，開闊水域投放浮標站，岸邊固定點位建設岸邊站，形成全方位監測網絡。

• 數據傳輸層：以 4G、以太網、LORA 為核心通信方式，遙測終端機作為中轉設備，實時傳輸 pH、溶解氧等水質參數，同時支持遠程配置與升級以降低維護成本。

• 平臺應用層：集成水質監測、預警管理、污染源追溯等功能，滿足日常監管與應急處置需求，實現數據從采集到應用的閉環管理。

三、關鍵技術組件與性能特點

（一）投入式水質傳感器

直接浸入水中監測，安裝便捷且成本較低，適用于淺水區與取水口周邊。涵蓋常規五參（pH、電導率、溶解氧、濁度、溫度）及 COD、氨氮等參數，核心性能如下：pH 傳感器量程 0～14pH，分辨率 0.01pH，精度 ±0.1pH，通過氫離子玻璃電極與參比電極組成原電池測量電位差推算水質 pH 值；溶解氧傳感器基于熒光猝熄原理，量程 0～20mg/L，精度 ±2% F.S.，熒光帽正常使用壽面達一年；防護等級均為 IP68，可長期穩定浸泡水中，線纜長度可按需定制。

（二）浮標監測站

適用于開闊水域，以浮標為載體集成太陽能板、鋰電池、遙測終端機及傳感器。太陽能板輸出功率 11W、電壓 18.4V，鋰電池電量 60Ah、電壓 12.6V，保障持續供電；遙測終端機支持 4G 傳輸，上傳頻率可調整，最大支持 256GB TF 卡存儲歷史數據；浮標體頂部為 PC 材質半橢圓球（直徑 408mm），底部為鋁合金半錐體（直徑 410mm），配套 2.5KG 鑄鐵錨與 10 米尼龍繩固定，抗風浪與耐腐蝕性能優異。

（三）岸邊監測站

半永久性設施，采用彩鋼或不銹鋼材質，適用于岸邊固定點位。核心組成包括：采水單元通過浮筒式取水，確保取水口位于水面下 0.5-1m 以獲取代表性水樣，自吸水泵流量＞0.5L/min、揚程 3m；配水單元過濾粒徑 1～200μm，保障水樣滿足分析要求；控制單元基于 PLC 設計，觸摸屏實時顯示數據并支持自動化控制；系統額定功耗 45W，防護等級 IP54，適應 5℃-45℃戶外環境。

四、數據平臺與應用價值

水質監測云平臺是數據處理與應用核心，支持站點管理、實時數據查看、歷史數據調取與導出，可將數據轉化為趨勢曲線與報表。平臺采用 SL651-2014 水文通訊規約，確保數據傳輸兼容性與穩定性，同時具備數據備份功能防止丟失。研究人員認為，該平臺實現水質數據從分散存儲到集中管理的轉變，增強數據整合分析能力，為水源地保護政策制定提供科學依據。

五、運行保障與維護要求

系統穩定運行需依賴定期維護：投入式傳感器需定期清理探頭并進行兩點校準，避免淤泥影響精度；浮標站需檢查錨定繩索磨損情況，清理太陽能板表面灰塵保障供電；岸邊站需定期沖洗采水管路，更換過濾裝置濾芯。此外，需定期升級設備固件與平臺軟件，確保系統性能適配監測需求變化。

飲用水水源地水質在線監測系統推動監測模式從傳統人工向自動化、智能化轉型，顯著提升監測時效性與精準度。該系統通過全方位技術整合，為水源地保護筑牢防線，在保障飲水安全、推進水環境治理現代化中發揮關鍵作用。