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    沿海地下水位监测方案
    时间:2025-05-07 涉川
    一、方案介绍
    为防控海水入侵与地下水过度开采对沿海生态环境的影响,本方案通过在典型沿海区域布设地下水位在线监测井,搭配高精度水位传感器与4G无线数据采集终端,构建连续、实时、远程可视的地下水动态监测系统,为水资源调控和区域生态保护提供数据支撑。

    二、监测目标
    1. 实时掌握沿海地下水位动态变化;
    2. 监测因开采或季节变化引起的水位下降;
    3. 识别潜在海水入侵风险区域;
    4. 为水资源调度与地下水保护提供数据依据。

    三、需求分析
    沿海区域地下水过量开采或自然补给不足容易引发海水倒灌、土壤盐碱化及生态退化。传统人工巡查效率低、周期长,无法满足动态管理需求,急需部署一套低功耗、高可靠、可远程监控的在线监测系统。

    四、监测方法
    在代表性监测井中布设投入式水位传感器,通过采集终端将水位(或水头)数据实时上传至平台,平台支持历史趋势分析、水位警戒线设置、地图展示与自动报警。

    五、应用原理
    水位传感器基于液柱压力原理,测量地下水深度并换算为水位高程;采集终端通过4G网络定时发送数据至云平台;平台进行水位曲线绘制、警戒比对与多井数据关联分析。

    六、功能特点
    • 实时/周期性水位监测
    • 远程配置、断点续传
    • 多井布设、地图分布管理
    • 趋势图、报警图、历史导出
    • 支持补充盐度/水温联合监测(可选)

    七、硬件清单
    1. 投入式水位/水温传感器(电缆长度定制)
    2. 4G无线采集终端(带电池或太阳能)
    3. 防护箱体与井口安装附件
    4. 云监测平台(网页+手机端)
    5. 可选:井口气压补偿模块

    八、硬件参数(量程、精度)
    • 水位传感器
      • 量程:0~100m(常用:0–30m、0–60m)
      • 精度:±0.25%FS
      • 材质:不锈钢+聚四氟乙烯电缆
    • 采集终端
      • 通讯方式:4G全网通
      • 数据上传间隔:5分钟~1小时可调
      • 电源:3.6V锂电池/太阳能+电池
      • 防护等级:IP68

    九、方案实现
    1. 选取监测重点区域井点布设水位传感器;
    2. 设置上传周期,配置4G远传设备;
    3. 云平台展示所有监测点水位曲线、报警状态;
    4. 设置水位警戒线,出现异常自动报警;
    5. 多年历史数据用于趋势分析与补给预测。

    十、数据分析
    • 地下水位时序曲线
    • 季节性变化分析(枯水期/丰水期)
    • 多点水位关联性评估
    • 趋势外推与预警模型建立
    • 可结合遥感、地面水监测等形成区域水循环评估体系

    十一、预警决策
    • 水位跌破警戒值自动告警
    • 系统支持微信/短信推送
    • 支持设置多级报警值(黄色/红色预警)
    • 可接入地市级水资源调度平台协同响应
    • 支持预警联动停止开采井、启动人工补水系统(可拓展)

    十二、方案优点
    • 适应恶劣环境,稳定性强;
    • 无线通讯、布设灵活、无需布线;
    • 超低功耗运行,适合无人值守地区;
    • 支持组网集中管理,规模化部署;
    • 可拓展盐度、水温、电导率等参数共测,提升监测精度。

    十三、应用领域
    • 沿海地下水保护区
    • 盐碱化生态防控区
    • 海水入侵易发区域
    • 海岸带湿地保护区
    • 城市供水地下水源区监控
    • 农村集中供水水源地监测

    十四、效益分析
    环境效益:防控海水入侵,保护地下水资源。
    管理效益:实现动态可视化监管,提升监管响应效率。
    经济效益:避免水资源破坏带来的生态补偿与恢复投入。
    决策效益:支撑政府水资源调控科学性与前瞻性管理。

    十五、国标规范
    • 《GB/T 14848 地下水质量标准》
    • 《SL 237-1999 地下水监测技术规范》
    • 《GB/T 21268 城镇供水运行管理规范》
    • 《HJ 1019 地下水环境监测技术规范》

    十六、参考文献
    • 《海水入侵机理与防治技术研究》
    • 水利部《地下水监测与信息化管理指导手册》
    • 《智慧水务地下水动态监测系统设计探讨》
    • 《基于4G物联网的地下水位自动监测系统开发》

    十七、案例分享
    福建莆田沿海某盐碱化监控区部署地下水位在线监测系统12套,2023年7月至2024年6月期间,共发出12次低水位预警,通过数据分析发现当地8月–10月地下水位波动幅度最大,协助水利部门调整淡水回灌方案,成功抑制海水倒灌趋势,地下水位稳定性同比提升17%。
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