地表水环境水质自动监测系统：全天候感知，守护流域水质安全

在当前水环境治理向精细化、常态化推进的背景下，传统人工采样监测因频率低、数据滞后、覆盖范围有限，已难以满足流域管理、水源地保护等需求。地表水环境水质自动监测系统依托物联网、自动化控制等技术，整合实时感知、智能预警、远程传输功能，成为破解监测难题、支撑科学决策的核心手段，其应用可实现水环境全时段动态管控，为污染防治、河湖长制落实提供数据支撑。

1. 系统整体架构

系统采用 “感知 - 传输 - 应用” 三层架构，各层级协同形成监测闭环。前端感知层是数据采集核心，包含投入式水质传感器、浮标式监测站、岸边式监测站三类设备，负责采集 pH、溶解氧、电导率等常规参数及 COD、氨氮等特殊参数；数据传输层支持 4G、LoRa、以太网等方式，实现监测数据实时上传，兼顾城市河道、偏远水库等不同场景需求；分析应用层以数据管理平台为核心，整合数据存储、分析、预警功能，为管理人员提供可视化操作界面。

2. 核心设备与关键技术

2.1 核心监测设备

工程技术人员将投入式水质传感器直接投入水体即可部署，安装便捷且成本较低，但受淤泥、悬浮物影响，探头需定期清理以保障精度。浮标式监测站以浮体为载体，集成传感器、太阳能供电模块与锚定系统，适用于湖泊、开阔河道，太阳能与锂电池组合可满足 7×24 小时运行。岸边式监测站为半永久性设施，采用钢制结构与模块化设计，采水单元能随水位调整取水深度，保证水样代表性，同时具备防水、防雷功能，适配地形复杂区域。

2.2 关键支撑技术

传感器技术针对水环境特点优化，如 pH 传感器通过氢离子玻璃电极与参比电极组成原电池，结合自动温度补偿减少误差；溶解氧传感器基于荧光猝熄原理，无需频繁换试剂，降低维护成本。数据传输技术兼顾实时性与低功耗，4G 实现秒级上传，LoRa 适配偏远地区，两种方式配合保障数据稳定。智能预警技术通过历史数据建立参数阈值，超标时自动预警并锁定污染范围，为溯源提供方向。

3. 典型应用场景

在河湖网格化监测中，系统通过密集布点实现流域全覆盖，工作人员实时掌握网格水质变化，及时发现偷排、漏排导致的异常。水源地保护中，岸边站部署于周边，对进水口、取水口连续监测，超标时快速预警，为管理部门争取应急时间。国控、省控断面监测中，浮标站与岸边站配合，长期跟踪水质趋势，为质量评价、治理效果评估提供连续数据，避免人工采样的数据不完整问题。

4. 数据管理与应用平台

平台开发团队设计多终端访问功能，用户登录后可查看所有点位实时数据，包括水质参数、设备状态、供电电压等；历史数据模块支持按时间导出报表、生成变化曲线，直观呈现参数波动。平台适配现有管理系统，减少数据整合工作量，同时支持自定义预警阈值，不同区域可按当地标准调整，提升适用性。

地表水环境水质自动监测系统通过设备集成、技术协同与智能管理，有效弥补了传统监测的短板，实现了水环境监测从 “间断采样” 到 “连续感知”、从 “被动应对” 到 “主动预警” 的转变。未来随着技术迭代，系统将进一步适配复杂水环境需求，持续为流域生态保护与水质提升提供可靠技术保障。