水井地下水水位水质监测
时间：2025-06-09
涉川
一、方案介绍
地下水资源是农业灌溉、居民饮水及工业用水的重要来源之一。水井作为地下水抽取的关键设施，其水位变化、水质状况直接关系到区域水资源的可持续利用与生态安全。为提升水井地下水资源的监测能力，本方案融合水位传感器、水质多参数探头、4G无线传输模块和远程数据平台，实现地下水位及水质的在线连续监测与远程管理，助力科学决策与智慧水务建设。
地下水资源是农业灌溉、居民饮水及工业用水的重要来源之一。水井作为地下水抽取的关键设施，其水位变化、水质状况直接关系到区域水资源的可持续利用与生态安全。为提升水井地下水资源的监测能力，本方案融合水位传感器、水质多参数探头、4G无线传输模块和远程数据平台，实现地下水位及水质的在线连续监测与远程管理，助力科学决策与智慧水务建设。
二、监测目标
-
实时监测地下水水位变化，掌握水资源动态变化趋势；
-
自动采集水质关键参数，实现对饮用水或灌溉水质的评估；
-
建立水井监测数据库，支持历史数据回溯与分析；
-
支持远程预警、移动端查看与多点联网，提升管理效率。
三、需求分析
传统的地下水水位和水质检测依赖人工巡井取样，工作强度大、实时性差，易造成数据缺失和判断滞后。尤其在水资源紧张或水质污染风险高的地区，建立一套稳定可靠、可远程监管的水井在线监测系统已成为必要手段，有助于加强水资源调度、水质预警与科学管理。
传统的地下水水位和水质检测依赖人工巡井取样，工作强度大、实时性差，易造成数据缺失和判断滞后。尤其在水资源紧张或水质污染风险高的地区，建立一套稳定可靠、可远程监管的水井在线监测系统已成为必要手段，有助于加强水资源调度、水质预警与科学管理。
四、监测方法
系统采用静压法或雷达波技术监测地下水水位，通过下井式复合水质传感器同步测量pH值、电导率、溶解氧、温度、浊度等参数。数据经由4G无线模块实时上传至云平台或本地服务器，用户可通过电脑网页端、手机APP、小程序等多种方式实时查看和远程管理。
系统采用静压法或雷达波技术监测地下水水位，通过下井式复合水质传感器同步测量pH值、电导率、溶解氧、温度、浊度等参数。数据经由4G无线模块实时上传至云平台或本地服务器，用户可通过电脑网页端、手机APP、小程序等多种方式实时查看和远程管理。
五、应用原理
地下水位监测部分利用液位传感器采集静水压力，结合井深、密度与大气压等参数换算水位高度；水质传感器采用多电极法和光学原理，将多种关键指标集成于一个探头中实现原位检测。监测终端通过微控制器进行数据采集与存储，通过4G网络将数据主动推送至远程平台，实现无人值守、自动运行。
地下水位监测部分利用液位传感器采集静水压力，结合井深、密度与大气压等参数换算水位高度；水质传感器采用多电极法和光学原理，将多种关键指标集成于一个探头中实现原位检测。监测终端通过微控制器进行数据采集与存储，通过4G网络将数据主动推送至远程平台，实现无人值守、自动运行。
六、功能特点
-
支持水位、水温、水质多参数同步监测；
-
具备定时采集、远程设置、断电数据保护等功能；
-
系统支持太阳能与蓄电池供电，适应野外井场使用；
-
数据平台支持图表展示、历史查询、趋势分析与导出报表；
-
内置告警模块，可设置水位超限、水质异常等预警规则；
-
支持多井站组网管理，形成区域性地下水监测网；
-
设备采用防水防腐材料，适应长期埋井或露天环境。
七、硬件清单
系统主要包含：地下水水位传感器、复合水质传感器、数据采集控制终端（带4G通信功能）、供电系统（太阳能板+锂电池或市电直供）、防水井盖安装组件、云端数据平台或本地管理软件、移动端应用接口等。
系统主要包含：地下水水位传感器、复合水质传感器、数据采集控制终端（带4G通信功能）、供电系统（太阳能板+锂电池或市电直供）、防水井盖安装组件、云端数据平台或本地管理软件、移动端应用接口等。
八、硬件参数（量程、精度）
水位量程根据井深配置，支持0100米范围，精度优于±0.1%FS；
pH测量范围014，精度±0.05；
电导率范围020000μS/cm，精度±1%；
溶解氧范围020mg/L，误差±0.2mg/L；
水温测量范围-580℃，精度±0.2℃；
浊度范围01000NTU，精度±2%；
通信延迟低于5秒，数据上报周期可设定（默认30分钟一次）。
水位量程根据井深配置，支持0
pH测量范围0
电导率范围0
溶解氧范围0
水温测量范围-5
浊度范围0
通信延迟低于5秒，数据上报周期可设定（默认30分钟一次）。
九、方案实现
-
在目标水井中安装水位探头及多参数水质传感器，确保探头位置稳定；
-
连接数据采集主机，并设置采样周期、参数报警值等系统配置；
-
完成4G网络调试，使系统具备远程传输能力；
-
云平台完成设备接入与编号登记，启用实时数据展示、历史曲线与告警功能；
-
移动端部署访问接口，方便管理人员随时随地查看数据。
十、数据分析
系统可生成水位下降趋势图、水质波动趋势图、报警统计报表等，用于分析地下水资源变化、水质污染风险或抽水对水位的影响等。通过多站点对比分析，还可辅助区域水资源调度优化与取水配额评估。
系统可生成水位下降趋势图、水质波动趋势图、报警统计报表等，用于分析地下水资源变化、水质污染风险或抽水对水位的影响等。通过多站点对比分析，还可辅助区域水资源调度优化与取水配额评估。
十一、预警决策
系统支持自定义水位上下限、水质参数安全阈值，超限时自动触发短信、微信或平台弹窗告警。可结合其他水源信息构建应急水源切换机制，提升安全保障能力。同时，历史数据可用于水资源监管报告编制、水质异常趋势追溯与环境执法取证。
系统支持自定义水位上下限、水质参数安全阈值，超限时自动触发短信、微信或平台弹窗告警。可结合其他水源信息构建应急水源切换机制，提升安全保障能力。同时，历史数据可用于水资源监管报告编制、水质异常趋势追溯与环境执法取证。
十二、方案优点
-
全天候自动运行，降低人工巡查频率和成本；
-
高精度水位与水质同步采集，保障数据科学性；
-
数据远程可视化管理，便于统一监管与协同调度；
-
支持多站部署，构建区域地下水动态监测网络；
-
适配多种供电场景，部署灵活，适应野外复杂条件；
-
系统稳定性强，具备防护等级与断点续传功能。
十三、应用领域
广泛应用于农业灌溉井、水源地保护区、农村安全饮水工程、水文地质调查站、水资源管理部门、环保部门、地下水污染防控示范工程、智慧水务平台等。
广泛应用于农业灌溉井、水源地保护区、农村安全饮水工程、水文地质调查站、水资源管理部门、环保部门、地下水污染防控示范工程、智慧水务平台等。
十四、效益分析
通过水井地下水位与水质的实时监测，可实现水资源科学调度、抽取量合理控制与污染风险及时预警，保障供水安全与地下水生态平衡。同时，数字化平台为政府水务管理、用水单位经营决策与群众用水监督提供重要依据，具有显著的社会、生态与经济效益。
通过水井地下水位与水质的实时监测，可实现水资源科学调度、抽取量合理控制与污染风险及时预警，保障供水安全与地下水生态平衡。同时，数字化平台为政府水务管理、用水单位经营决策与群众用水监督提供重要依据，具有显著的社会、生态与经济效益。
十五、国标规范
-
《GB/T 14848 地下水质量标准》；
-
《HJ 164 地下水环境监测技术规范》；
-
《GB/T 11836 水文自动测报系统通用技术条件》；
-
《GB/T 17188 地下水监测技术规范》；
-
《GB 3836 防爆电气设备安装标准》（适用于井下环境）。
十六、参考文献
-
自然资源部水文地质调查中心，《地下水动态变化监测技术指南》；
-
水利部信息中心，《水资源动态管理信息化实践研究》；
-
中国地质科学院水文院，《地下水质量与水位监测系统工程案例汇编》。
十七、案例分享
在某北方农业灌溉区，部署25口灌溉井监测终端，实现地下水水位、水质24小时在线监测。系统运行半年后，水位下降趋势得以提前预警，协助农业部门科学安排灌溉时段与用水量，地下水抽采强度降低12%，同时及时发现两处井水电导率异常并进行封闭处置，成功避免了水质风险扩散。
在某北方农业灌溉区，部署25口灌溉井监测终端，实现地下水水位、水质24小时在线监测。系统运行半年后，水位下降趋势得以提前预警，协助农业部门科学安排灌溉时段与用水量，地下水抽采强度降低12%，同时及时发现两处井水电导率异常并进行封闭处置，成功避免了水质风险扩散。