一、方案介绍

随着水产养殖规模化、水库精细化管理以及饮用水源地监管要求的提高，单点水质监测已无法反映大水域空间差异性变化。不同区域因水流、水深、污染源分布、投喂密度等差异，水质参数可能存在显著变化。本方案采用多浮标分布式水质监测阵系统，在目标水域内布设若干监测浮标单元，每个浮标集成多参数水质传感器，通过RS485接入浮标内部数据采集主机，经4G网络主动上报至云端监测平台，实现区域水质的空间分布监测与动态分析。系统支持手机端与电脑端实时查看水质数据、空间对比分析、异常预警与历史统计报表，为水域精细化管理提供可靠数据支撑。

二、监测目标

三、需求分析

1. 水域空间差异明显

湖泊、水库及养殖区不同区域水质变化不同，需要多点布设。

2. 数据实时性要求高

突发污染或溶氧骤降需及时预警。

3. 远程无人值守

布点区域通常面积大、人工巡检成本高。

4. 设备稳定性要求高

长期漂浮于水面，需抗风浪、防腐蚀、防水。

四、监测方法

1. 浮标阵列布设方式

根据水域面积布设3～20个浮标点位，形成监测阵列：

中心区布设1个主监测浮标
外围区域均匀布设若干辅助浮标
入水口与排水口重点布设

2. 单浮标监测内容

每个浮标可监测：

水温
溶解氧
pH
电导率
浊度
氨氮
叶绿素
蓝绿藻

可根据需求组合配置。

3. 数据流程

多参数传感器 → RS485 → 浮标采集主机 → 4G网络 → 云平台 → 手机/电脑查看

五、应用原理

水质传感器通过电化学、光学或电导率测量原理采集数据。

所有传感器采用RS485工业通信协议，通过浮标内部采集主机统一管理。采集主机将数据封装后通过4G网络主动上传至云端平台。

平台通过数据模型分析空间分布趋势，生成水质对比图与风险等级判断。

六、功能特点

七、硬件清单

八、硬件参数（量程、精度）

1. 水温

量程：0～50℃
精度：±0.2℃
分辨率：0.01℃

2. 溶解氧

量程：0～20 mg/L
精度：±0.3 mg/L
分辨率：0.01 mg/L

3. pH

量程：0～14
精度：±0.1
分辨率：0.01

4. 电导率

量程：0～20000 μS/cm
精度：±1%FS

5. 浊度

量程：0～1000 NTU
精度：±5%FS

6. 氨氮

量程：0～10 mg/L
精度：±5%

7. 采集主机

RS485多路输入
4G全网通
数据主动上报
本地缓存≥30天
远程升级支持

九、方案实现

十、数据分析

平台可实现：

多浮标数据对比分析
水质空间分布图
趋势变化曲线
富营养化风险评估
污染扩散路径分析
历史统计报表生成

支持Excel导出。

十一、预警决策

可设置：

溶解氧低值报警
pH异常报警
氨氮超标报警
多点同时异常报警
趋势突变报警

预警方式：

平台弹窗
短信通知
手机推送

可联动：

增氧设备
水泵循环系统
投喂控制系统

十二、方案优点

十三、应用领域

湖泊水质监测
水库生态监测
近海养殖区
河道断面监测
饮用水源地保护区
生态修复项目

十四、效益分析

提升水域安全管理水平
降低鱼类死亡风险
减少污染扩散损失
支持环保监管达标
推动智慧水务建设

十五、国标规范

GB 3838 地表水环境质量标准
HJ/T 212 在线监测数据传输标准
GB/T 17626 电磁兼容标准
GB/T 2423 环境试验标准
水产养殖水质标准 SC/T 9101

十六、参考文献

《水环境监测技术规范》
《湖泊富营养化控制技术》
《水产养殖水质管理技术》
《水质自动监测系统设计规范》

十七、案例分享

某大型水库养殖区布设8个浮标监测点，覆盖入水口、中心区及下游区域。系统运行后成功识别局部区域溶氧异常下降情况，及时启动增氧措施，避免大规模鱼类应激死亡。通过长期数据分析，优化投喂与水体循环策略，整体养殖效益提升8%以上。