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、實驗室分析模式存在監(jiān)測頻次低、數(shù)據(jù)滯后等問題，難以應(yīng)對水源地實時監(jiān)管需求。環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域?qū)＜抑赋?，水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)與自動化技術(shù)整合，構(gòu)建實時、連續(xù)的智能化監(jiān)測體系，可有效彌補傳統(tǒng)模式短板，為水源地保護提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。

一、系統(tǒng)核心定位與功能價值

飲用水水源地水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)以實時感知水質(zhì)變化為核心，形成 “采集 - 傳輸 - 分析 - 預警” 全流程閉環(huán)。系統(tǒng)支持 7X24 小時無人管控，數(shù)據(jù)自動上傳至平臺，同時通過智能分析將關(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)異常時系統(tǒng)可提前預警，部分聯(lián)動設(shè)備能自動執(zhí)行防治措施以降低污染風險；污染物溯源功能通過水質(zhì)參數(shù)趨勢分析鎖定污染源頭，為執(zhí)法監(jiān)管提供依據(jù)。該系統(tǒng)使水源地監(jiān)測從被動應(yīng)對轉(zhuǎn)向主動防控，顯著提升監(jiān)測效率與監(jiān)管精準度。

二、系統(tǒng)組成架構(gòu)與層級設(shè)計

系統(tǒng)采用 “前端感知 - 數(shù)據(jù)傳輸 - 平臺應(yīng)用” 三層架構(gòu)，各層級協(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、浮標監(jiān)測站、岸邊監(jiān)測站等設(shè)備，根據(jù)水源地特點靈活部署 —— 淺水區(qū)布設(shè)投入式傳感器，開闊水域投放浮標站，岸邊固定點位建設(shè)岸邊站，形成全方位監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。

• 數(shù)據(jù)傳輸層：以 4G、以太網(wǎng)、LORA 為核心通信方式，遙測終端機作為中轉(zhuǎn)設(shè)備，實時傳輸 pH、溶解氧等水質(zhì)參數(shù)，同時支持遠程配置與升級以降低維護成本。

• 平臺應(yīng)用層：集成水質(zhì)監(jiān)測、預警管理、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

（一）投入式水質(zhì)傳感器

直接浸入水中監(jiān)測，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(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一年；防護等級均為 IP68，可長期穩(wěn)定浸泡水中，線纜長度可按需定制。

（二）浮標監(jiān)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(xù)供電；遙測終端機支持 4G 傳輸，上傳頻率可調(diào)整，最大支持 256GB TF 卡存儲歷史數(shù)據(jù)；浮標體頂部為 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，抗風浪與耐腐蝕性能優(yōu)異。

（三）岸邊監(jiān)測站

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(shè)計，觸摸屏實時顯示數(shù)據(jù)并支持自動化控制；系統(tǒng)額定功耗 45W，防護等級 IP54，適應(yīng) 5℃-45℃戶外環(huán)境。

四、數(shù)據(jù)平臺與應(yīng)用價值

水質(zhì)監(jiān)測云平臺是數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用核心，支持站點管理、實時數(shù)據(jù)查看、歷史數(shù)據(jù)調(diào)取與導出，可將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為趨勢曲線與報表。平臺采用 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，同時具備數(shù)據(jù)備份功能防止丟失。研究人員認為，該平臺實現(xiàn)水質(zhì)數(shù)據(jù)從分散存儲到集中管理的轉(zhuǎn)變，增強數(shù)據(jù)整合分析能力，為水源地保護政策制定提供科學依據(jù)。

五、運行保障與維護要求

系統(tǒng)穩(wěn)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(shè)備固件與平臺軟件，確保系統(tǒng)性能適配監(jiān)測需求變化。

飲用水水源地水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)推動監(jiān)測模式從傳統(tǒng)人工向自動化、智能化轉(zhuǎn)型，顯著提升監(jiān)測時效性與精準度。該系統(tǒng)通過全方位技術(shù)整合，為水源地保護筑牢防線，在保障飲水安全、推進水環(huán)境治理現(xiàn)代化中發(fā)揮關(guān)鍵作用。