方案介绍
地下水作为重要的水资源之一，其质量与水位变化直接关系到生态环境安全、水资源管理与公众健康。为实现地下水的实时动态监管，本方案构建一套集水位、水质、水温、传输、预警于一体的地下水在线监测系统，基于传感器感知技术与4G无线通信技术，实现地下水参数的远程实时采集、上传与分析，为水资源管理和生态保护提供科学依据。

监测目标

需求分析
近年来，地下水过度开采、农业面源污染和工业排放导致地下水水位下降、水质恶化，亟需构建科学、系统、高效的地下水信息化监管手段。传统人工监测方法周期长、效率低，无法支撑动态管理与快速响应，迫切需要一种具备连续采集、无线传输和智能预警功能的监测系统。

监测方法
系统通过在地下水井中安装水位传感器、水温传感器及多参数水质传感模块，结合太阳能供电和4G无线传输终端，将采集到的地下水信息上传至数据平台。系统可支持定时采集、超限报警、远程查看等功能，适应多种场景的长期运行需求。

应用原理
系统基于物联网架构，感知层布设多种地下水传感器采集水文与水质信息，控制层通过采集终端进行边缘数据处理，通信层通过4G模块远传数据至云端平台。平台结合大数据分析工具，对地下水变化进行趋势分析、污染识别与决策支持。

功能特点

硬件清单
包括地下水位传感器、水质传感器（水温、电导率、pH、溶解氧、浊度）、一体式数据采集终端、4G无线传输模块、远程预警模块、太阳能供电组件、防护箱、安装支架等。

硬件参数（量程、精度）
水位监测：量程0～50米，精度±0.5%FS
水温监测：量程-10℃～50℃，精度±0.1℃
电导率监测：量程0～20000μS/cm，精度±2%
pH监测：范围0～14，精度±0.1
溶解氧监测：范围0～20mg/L，精度±0.3mg/L
浊度监测：范围0～1000NTU，精度±5%FS

方案实现
系统分为传感感知层、边缘计算与数据上传层、平台应用层。通过前端传感器模块将地下水信息实时采集并传输至后台平台进行数据整合与分析。平台可实现用户权限管理、地图分布展示、参数趋势对比、历史数据导出与一键报警管理。系统支持集中部署与分布式管理，适应不同地理区域与水井类型。

数据分析
系统可生成小时、日、月、年多维数据图表，并支持导出报表用于环境评估、水资源审查、科研分析等。可通过数据模型计算地下水埋深变化速率、水质波动趋势、污染风险等级等，为管理部门提供科学依据。

预警决策
可针对水位下降过快、水质参数异常设定多级预警机制。当地下水出现突变趋势或污染风险信号时，系统将通过平台弹窗、手机短信、微信推送等方式提醒管理人员，辅助快速决策与干预。

方案优点

应用领域
本方案适用于农业灌溉区地下水监测、农村饮用水安全监管、城市水源地保护区、工业区地下水污染监控、自然保护区生态监测、水资源管理部门水文观测等场景。

效益分析
通过部署地下水在线监测系统，可实现早期发现水质污染、及时掌握水位变化趋势、合理制定取水计划，有效防止水资源浪费与污染扩散。相比传统巡检模式，系统大幅节省人力成本、提升数据质量，为地下水可持续利用提供坚实技术支撑。

国标规范

参考文献

案例分享
在华北某地下水超采区，通过部署本系统对15口深井进行实时监测，发现水位下降趋势提前半年预警，有效指导了地下水回补计划；在西南某山区农村饮水工程中，系统对饮用地下水水质进行连续监控，有效避免了重金属超标事件发生，提升了农村饮水安全保障水平。