地下水超采水位监测方案
时间:2025-05-06
涉川
一、方案介绍
本方案面向地下水资源管理中的“超采”问题,构建基于4G通信技术的地下水水位实时在线监测系统。通过部署智能水位监测终端、深井传感器、远程采集主机等硬件,实现地下水水位的动态感知、数据采集、无线传输、超限预警和报表分析,满足水资源调控、节水型农业、地下水红线管理等多种场景需求。
二、监测目标
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实时监测地下水水位变化趋势
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精确掌握不同区域地下水采补平衡状态
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及时发现超采区、预警水位异常
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为地下水资源的可持续利用提供数据支撑
三、需求分析
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政策需求:落实《全国地下水超采综合治理方案》对重点区域的水位监控要求
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环境需求:遏制地下水过度开采造成的地面沉降、水质恶化
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管理需求:提升水资源管理部门远程监管能力,实现信息化、精细化管理
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技术需求:具备野外长周期运行能力,支持4G数据传输,兼容多类型传感器
四、监测方法
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利用静压式水位传感器或雷达式液位计安装于地下水井或监测井
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水位数据经智能采集主机定时采集并通过4G网络上传至平台
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平台对数据进行存储、趋势分析、越限判断和预警发布
五、应用原理
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水位传感器根据液柱压力或反射时间测定地下水深度
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控制器通过RS485/Modbus协议读取传感器数据
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利用4G DTU模块将数据通过公网上传至云端或本地平台
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系统通过设定水位阈值,自动识别超采事件并触发告警
六、功能特点
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实时在线监测地下水水位
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数据无线自动上传,支持4G/NB-IoT
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支持手机App、小程序和网页端数据查看
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水位异常多级预警,短信/微信推送告警
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支持远程参数配置和固件升级
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可扩展接入流量计、雨量计、水质模块等
七、硬件清单
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地下水水位传感器(静压式或雷达式)
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采集主机(4G主动上报型)
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电源模块(锂电池+太阳能板/市电)
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安装组件(支架、防水箱等)
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数据平台账号(网页+小程序)
八、硬件参数(示例)
设备名称
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量程范围
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测量精度
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通信方式
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电源方式
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静压式水位计
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0~100m(可定制)
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±0.2% F.S
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RS485
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DC12V或太阳能
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雷达液位计
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0~70m
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±2mm
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RS485
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DC24V
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采集主机
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支持多通道采集
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—
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4G全网通
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锂电池+太阳能供电
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九、方案实现
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在监测井中安装水位传感器,连接4G主机
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系统按设定时间间隔采集数据并自动上传
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平台可设定水位上下限,超限自动触发预警
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现场支持无人值守,支持断点续传、掉电续采
十、数据分析
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多点位水位趋势对比分析
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月/季/年水位平均值、极值统计
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采补平衡图、水位下降速率曲线
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可导出为Excel、PDF格式,支持在线报表生成
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可对接水资源管理平台,实现数据共享
十一、预警决策
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支持水位“过低/过高”双向预警机制
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可设定多级预警阈值和时间条件
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超限后自动推送短信、微信或平台告警
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可联动抽水泵停止作业,保护水资源
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支持后台专家系统进行采补调控建议输出
十二、方案优点
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采用4G通信,部署灵活,免布线
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模块化设计,维护成本低
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兼容多种传感器,适应不同水文地质环境
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数据实时可视化,管理效率显著提升
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系统稳定性强,适合野外无人值守环境
十三、应用领域
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农业灌区地下水监测
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地面沉降治理区域
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水源地和取水口监管
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城市地下水管理系统
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生态补水和水资源评估项目
十四、效益分析
类别
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效益说明
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环境效益
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减缓地下水超采,遏制地面沉降、水体盐碱化
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管理效益
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实现水资源数字化、可视化监管,提升治理精度
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经济效益
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降低人工巡检和数据录入成本,减少资源浪费
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社会效益
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有效支撑水资源红线管理,保障区域水安全
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十五、国标规范
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《地下水资源监测规范》(GB/T 17993-2006)
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《地下水环境监测技术规范》(HJ 164-2020)
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《水资源监控能力建设总体方案》(水资源〔2013〕368号)
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《地下水超采综合治理专项规划(2021-2025年)》
十六、参考文献
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水利部《地下水监测技术指南》
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中国地质调查局《地下水环境监测实施方案》
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《地下水水位自动监测系统研究进展》,水文地质工程地质,2020
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张某某,《基于物联网的地下水水位远程监测研究》
十七、案例分享
案例:河北衡水地下水超采治理示范项目
项目部署了80套4G远程地下水监测站,实现了区域内地下水水位的实时监测与动态预警。通过数据平台,管理部门精准掌握了水位变化趋势,成功识别3个重点超采区,并采取限采措施,有效减缓了地面沉降速率,成为北方平原地区地下水管理典范。
项目部署了80套4G远程地下水监测站,实现了区域内地下水水位的实时监测与动态预警。通过数据平台,管理部门精准掌握了水位变化趋势,成功识别3个重点超采区,并采取限采措施,有效减缓了地面沉降速率,成为北方平原地区地下水管理典范。
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