飲用水水源地是公眾飲水安全的核心源頭，其水質(zhì)直接關(guān)聯(lián)居民健康與公共衛(wèi)生安全。傳統(tǒng)人工采樣、實(shí)驗(yàn)室分析模式存在監(jiān)測(cè)頻次低、數(shù)據(jù)滯后等問(wèn)題，難以應(yīng)對(duì)水源地實(shí)時(shí)監(jiān)管需求。環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域?qū)＜抑赋?，水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)與自動(dòng)化技術(shù)整合，構(gòu)建實(shí)時(shí)、連續(xù)的智能化監(jiān)測(cè)體系，可有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)模式短板，為水源地保護(hù)提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。

一、系統(tǒng)核心定位與功能價(jià)值

飲用水水源地水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以實(shí)時(shí)感知水質(zhì)變化為核心，形成 “采集 - 傳輸 - 分析 - 預(yù)警” 全流程閉環(huán)。系統(tǒng)支持 7X24 小時(shí)無(wú)人管控，數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳至平臺(tái)，同時(shí)通過(guò)智能分析將關(guān)鍵信息轉(zhuǎn)化為可視化圖表，助力管理人員快速掌握水質(zhì)狀況。數(shù)據(jù)異常時(shí)系統(tǒng)可提前預(yù)警，部分聯(lián)動(dòng)設(shè)備能自動(dòng)執(zhí)行防治措施以降低污染風(fēng)險(xiǎn)；污染物溯源功能通過(guò)水質(zhì)參數(shù)趨勢(shì)分析鎖定污染源頭，為執(zhí)法監(jiān)管提供依據(jù)。該系統(tǒng)使水源地監(jiān)測(cè)從被動(dòng)應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)向主動(dòng)防控，顯著提升監(jiān)測(cè)效率與監(jiān)管精準(zhǔn)度。

二、系統(tǒng)組成架構(gòu)與層級(jí)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用 “前端感知 - 數(shù)據(jù)傳輸 - 平臺(tái)應(yīng)用” 三層架構(gòu)，各層級(jí)協(xié)同保障數(shù)據(jù)高效流轉(zhuǎn)。

• 前端感知層：整合投入式傳感器、浮標(biāo)監(jiān)測(cè)站、岸邊監(jiān)測(cè)站等設(shè)備，根據(jù)水源地特點(diǎn)靈活部署 —— 淺水區(qū)布設(shè)投入式傳感器，開(kāi)闊水域投放浮標(biāo)站，岸邊固定點(diǎn)位建設(shè)岸邊站，形成全方位監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

• 數(shù)據(jù)傳輸層：以 4G、以太網(wǎng)、LORA 為核心通信方式，遙測(cè)終端機(jī)作為中轉(zhuǎn)設(shè)備，實(shí)時(shí)傳輸 pH、溶解氧等水質(zhì)參數(shù)，同時(shí)支持遠(yuǎn)程配置與升級(jí)以降低維護(hù)成本。

• 平臺(tái)應(yīng)用層：集成水質(zhì)監(jiān)測(cè)、預(yù)警管理、污染源追溯等功能，滿足日常監(jiān)管與應(yīng)急處置需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從采集到應(yīng)用的閉環(huán)管理。

三、關(guān)鍵技術(shù)組件與性能特點(diǎn)

（一）投入式水質(zhì)傳感器

直接浸入水中監(jiān)測(cè)，安裝便捷且成本較低，適用于淺水區(qū)與取水口周邊。涵蓋常規(guī)五參（pH、電導(dǎo)率、溶解氧、濁度、溫度）及 COD、氨氮等參數(shù)，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(guò)氫離子玻璃電極與參比電極組成原電池測(cè)量電位差推算水質(zhì) 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(dá)一年；防護(hù)等級(jí)均為 IP68，可長(zhǎng)期穩(wěn)定浸泡水中，線纜長(zhǎng)度可按需定制。

（二）浮標(biāo)監(jiān)測(cè)站

適用于開(kāi)闊水域，以浮標(biāo)為載體集成太陽(yáng)能板、鋰電池、遙測(cè)終端機(jī)及傳感器。太陽(yáng)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(xù)供電；遙測(cè)終端機(jī)支持 4G 傳輸，上傳頻率可調(diào)整，最大支持 256GB TF 卡存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)；浮標(biāo)體頂部為 PC 材質(zhì)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(fēng)浪與耐腐蝕性能優(yōu)異。

（三）岸邊監(jiān)測(cè)站

半永久性設(shè)施，采用彩鋼或不銹鋼材質(zhì)，適用于岸邊固定點(diǎn)位。核心組成包括：采水單元通過(guò)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(yáng)程 3m；配水單元過(guò)濾粒徑 1～200μm，保障水樣滿足分析要求；控制單元基于 PLC 設(shè)計(jì)，觸摸屏實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)并支持自動(dòng)化控制；系統(tǒng)額定功耗 45W，防護(hù)等級(jí) IP54，適應(yīng) 5℃-45℃戶外環(huán)境。

四、數(shù)據(jù)平臺(tái)與應(yīng)用價(jià)值

水質(zhì)監(jiān)測(cè)云平臺(tái)是數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用核心，支持站點(diǎn)管理、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查看、歷史數(shù)據(jù)調(diào)取與導(dǎo)出，可將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為趨勢(shì)曲線與報(bào)表。平臺(tái)采用 SL651-2014 水文通訊規(guī)約，確保數(shù)據(jù)傳輸兼容性與穩(wěn)定性，同時(shí)具備數(shù)據(jù)備份功能防止丟失。研究人員認(rèn)為，該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)數(shù)據(jù)從分散存儲(chǔ)到集中管理的轉(zhuǎn)變，增強(qiáng)數(shù)據(jù)整合分析能力，為水源地保護(hù)政策制定提供科學(xué)依據(jù)。

五、運(yùn)行保障與維護(hù)要求

系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行需依賴定期維護(hù)：投入式傳感器需定期清理探頭并進(jìn)行兩點(diǎn)校準(zhǔn)，避免淤泥影響精度；浮標(biāo)站需檢查錨定繩索磨損情況，清理太陽(yáng)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(guò)濾裝置濾芯。此外，需定期升級(jí)設(shè)備固件與平臺(tái)軟件，確保系統(tǒng)性能適配監(jiān)測(cè)需求變化。

飲用水水源地水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)推動(dòng)監(jiān)測(cè)模式從傳統(tǒng)人工向自動(dòng)化、智能化轉(zhuǎn)型，顯著提升監(jiān)測(cè)時(shí)效性與精準(zhǔn)度。該系統(tǒng)通過(guò)全方位技術(shù)整合，為水源地保護(hù)筑牢防線，在保障飲水安全、推進(jìn)水環(huán)境治理現(xiàn)代化中發(fā)揮關(guān)鍵作用。