地下水在线监测,地下水监测,地下水水位监测,地下水监测系统

地下水在线监测项目实施方案

一、项目背景

地下水是水资源的重要组成部分，承担着饮用水供给、工农业生产用水保障、生态环境调节等关键功能，是维系区域水安全与生态平衡的核心载体。近年来，受城市化进程加快、地下水过度开采、工业污染、农业面源污染等多重因素影响，我国多地出现地下水位持续下降、含水层枯竭、地下水水质恶化（如重金属超标、硝酸盐污染）等问题，不仅威胁居民饮水安全，还引发地面沉降、土壤沙化等地质灾害，制约区域经济社会可持续发展。

为落实《地下水管理条例》《“十四五”水资源节约集约利用规划》等政策要求，强化地下水动态监管，及时掌握地下水位、水质变化规律，精准防控地下水污染与超采风险，亟需开展地下水在线监测项目建设。本项目通过构建“全域覆盖、精准感知、智能传输、科学研判”的地下水在线监测体系，依托武汉水测家科技的高精度监测设备，实现对地下水关键指标的实时、连续监测，为地下水资源管理、污染防控、生态修复提供精准数据支撑，助力构建地下水保护与合理利用的长效机制。

武汉水测家参与建设的某地下水监测站

二、现状问题

（一）监测手段传统，数据时效性差

当前多数区域地下水监测仍以人工定时采样、实验室检测为主，监测周期长（多为月度或季度），数据滞后性明显，无法实时捕捉地下水位骤变、水质突发污染等异常情况。人工测量受操作规范性、环境条件等因素影响，数据精度波动大，难以客观反映地下水真实动态。

（二）监测覆盖不全，重点区域存在盲区

监测点位多集中于城区饮用水源地，在地下水超采区、工业污染场地周边、农业种植集中区、生态敏感区等重点区域监测点位布设不足，存在监测盲区。无法全面掌握区域地下水整体运行状态，导致地下水超采、污染等问题发现不及时，防控措施缺乏针对性。

（三）设备适配性差，复杂环境运行不稳定

现有监测设备多为通用型传感器，针对地下水高矿化度、高腐蚀性、低温（深层地下水）等复杂工况适配性不足，易出现电极污染、测量漂移、设备故障等问题。部分设备依赖市电供电，在偏远区域难以部署；数据传输受地形、信号覆盖影响，存在数据丢失、传输中断等情况。

（四）数据管理碎片化，分析应用能力弱

地下水监测数据分散存储于不同部门、不同系统，数据格式不统一、标准不一致，形成“数据孤岛”，无法实现跨区域、跨部门数据共享。缺乏专业的数据融合分析平台，无法对水位、水质数据进行趋势研判、风险预警，数据价值难以充分发挥，无法为地下水管理决策提供科学支撑。

（五）监管响应滞后，污染溯源难度大

由于缺乏实时在线监测手段，地下水污染事件多依赖群众举报或后续排查发现，响应滞后时间长，污染范围已扩散，增加了污染治理难度与成本。同时，因缺乏连续监测数据支撑，无法精准追溯污染源头、厘清污染扩散路径，导致污染防控工作盲目性大。

三、解决思路

本项目以“精准监测、稳定传输、智能分析、高效监管”为核心目标，构建全流程智能化地下水在线监测体系，具体思路如下：

1.  科学布设监测点位：结合区域地下水分布特征、重点管控区域（超采区、污染场地、饮用水源地等）需求，优化监测点位布局，实现重点区域全覆盖、全域动态监管。

2.  构建智能感知网络：选用武汉水测家科技适配地下水复杂工况的高精度监测设备，实现地下水位、水质（常规指标+特征污染物）等核心指标的实时、连续采集，替代传统人工监测模式。

3.  保障稳定数据传输：采用4G通信技术，结合太阳能供电系统，解决偏远区域、复杂地形下的信号覆盖与供电难题，确保监测数据实时、稳定上传。

4.  搭建一体化管理平台：整合监测数据、水文地质数据、行政区划数据等多源信息，实现数据可视化展示、异常预警、趋势分析、报表生成等功能，支撑地下水管理精准决策。

5.  建立闭环监管机制：打通监测平台与环保、水利、自然资源等部门的数据接口，建立“监测-预警-核查-处置-反馈”闭环机制，提升地下水污染、超采等问题的处置效率。

四、硬件感知体系

本项目硬件感知体系以“地下水核心指标全参数监测”为核心，涵盖前端感知设备、数据采集传输设备、供电保障设备及防护设备，形成“感知-传输-存储-防护”全链路保障，确保数据精准、连续、安全。

（一）前端感知层

核心功能为采集地下水位、水温、水质（pH值、电导率、溶解氧、浊度、特征污染物等）核心参数，覆盖不同深度、不同类型地下水监测点位，为地下水动态分析提供基础数据。

（二）数据采集传输层

负责汇总前端感知设备数据，进行本地化处理与缓存，通过多模通信技术实时上传至一体化管理平台，保障复杂环境下数据传输不中断、不丢失。

（三）供电保障层

针对地下水监测点位多分布于偏远区域、无市电供应的特点，采用太阳能供电+锂电池储能的方式，为前端设备与传输设备提供稳定、长效供电，确保设备24小时连续运行。

（四）防护层

通过加装防水防腐保护管、防雷防水保护箱、防盗装置等，保障设备在地下水高腐蚀、地面恶劣环境（暴雨、强雷电、低温）及野外无人值守场景下的安全稳定运行，延长设备使用寿命。

五、产品选型（武汉水测家科技）

（一）前端感知设备

1.  武汉水测家投入式液位计：采用高精度压力传感原理，精准测量地下水位与水温，测量范围0-200m（水位）、-40℃-80℃，水位精度±0.1%FS，水温精度±0.2℃，分辨率0.01m。设备外壳采用316L不锈钢材质，具备良好的防腐性，适配地下水高矿化度、高腐蚀性工况；防护等级IP68，可长期浸入水中运行。部署于所有地下水监测井，实时监测水位、水温动态变化，为地下水超采判断提供核心数据。

2.  武汉水测家多参数水质传感器：可根据监测需求灵活配置监测参数，核心监测指标包括pH值（0-14，精度±0.01）、电导率（0-200mS/cm，精度±1%）、溶解氧（0-20mg/L，精度±0.1mg/L）、浊度（0-1000NTU，精度±2%）、硝酸盐氮（0-50mg/L，精度±0.1mg/L）、重金属（如铅、镉、砷，0-1mg/L，精度±0.001mg/L）等。采用沉入式安装，内置自动清洗刷（每24小时自动清洁电极），避免污染物附着影响测量精度；防护等级IP68，外壳采用防腐材质，适配地下水复杂水质环境。部署于饮用水源地、工业污染场地周边、农业种植集中区等重点监测井，实时监测水质变化。

3.  武汉水测家地下水压力传感器：专门用于深层地下水压力监测，测量范围0-10MPa，精度±0.1%FS，分辨率0.001MPa，可通过压力数据换算深层地下水位。设备具备抗高压、抗腐蚀特性，适配深层地下水监测井（深度＞100m）工况；支持温度补偿功能，避免深层地下水低温环境对测量精度的影响。部署于深层地下水监测井，补充深层地下水动态监测数据。

（二）数据采集传输设备

1.  武汉水测家IP68 遥测终端机：作为数据采集传输核心设备，支持多路传感器接入，可同时采集水位、水温、水质等多维度数据，兼容Modbus、HJ 212、水文、水资源等行业标准协议。具备4G通信功能，数据传输成功率超98%；内置大容量存储芯片，可缓存3个月数据，通信中断后自动补传。部署于各监测点位，实现数据汇总、处理与稳定传输。

六、场景应用

（一）地下水超采防控场景

在地下水超采区布设投入式液位计与遥测终端机，实时监测地下水位变化。当监测到水位持续下降（月下降超50cm）或低于预警阈值时，平台立即触发黄色预警，推送至水利部门；若水位降至红线阈值，触发红色预警，联动相关部门启动限采措施（如关停自备水井、加大生态补水力度）。通过长期监测数据，分析超采区水位恢复趋势，为超采区综合治理方案优化提供数据支撑。某超采区应用后，水位下降速率减缓60%，超采风险得到有效管控。

（二）饮用水源地安全保障场景

在地下水饮用水源地监测井布设投入式液位计与多参数水质传感器，实时监测水位、水温及pH值、溶解氧、重金属等核心水质指标。当监测到水质指标超标（如重金属铅浓度超0.01mg/L）或水位低于保障阈值时，平台立即触发预警，水利、环保部门快速响应，核查污染源头（如周边工业企业、农业面源污染），采取应急供水、污染封堵等措施，保障居民饮水安全。同时，通过长期水质数据趋势分析，评估水源地水质稳定性，为水源地保护范围划定、生态修复提供依据。

（三）工业污染场地地下水监管场景

在工业污染场地周边（如化工企业、垃圾填埋场）布设多参数水质传感器（重点监测COD、氨氮、重金属、挥发性有机物等特征污染物）与 RTU01遥测终端机，构建地下水污染监测网。实时监测污染物浓度变化与扩散路径，当监测到污染物浓度超预警值时，平台精准定位污染扩散范围，推送至环保部门。执法人员根据监测数据追溯污染源头，责令企业整改并开展污染治理；运维人员结合监测数据制定地下水修复方案（如抽出-处理法、原位化学修复），并通过监测数据评估修复效果。某化工污染场地应用后，污染扩散范围得到有效控制，修复区域污染物浓度下降80%。

（四）农业面源污染防控场景

在农业种植集中区布设多参数水质传感器（重点监测硝酸盐氮、磷等指标），实时监测地下水水质变化。当监测到硝酸盐氮浓度超20mg/L（饮用水标准限值）时，平台触发预警，农业农村部门及时介入，指导农户调整施肥方案（如减少化肥使用、推广有机肥），避免农业面源污染持续加剧。通过长期监测数据，分析不同种植模式、施肥量对地下水水质的影响，为农业面源污染防控政策制定提供科学依据。