一、系統整體架構設計

地下水位水質監測系統以物聯網技術為重點，融合自動化控制與信息處理技術，構建覆蓋地下水體全維度監測的智能網絡。該系統通過分布式傳感器節點部署，實現對地下水環境多參數實時感知，結合遠程數據傳輸與云端分析平臺，形成集監測、預警、溯源、決策于一體的綜合管理體系。系統采用網格化布點策略，根據地質結構與水文特征劃分監測單元，在各單元內布設壓力水位計與多參數水質傳感器，構建立體化監測網絡，確保數據采集的全面性與代表性。

二、重點監測設備應用（一）壓力水位計技術應用

1. 技術參數應用壓力水位計采用投入式結構設計，以高精度壓力感測元件為重點，實現地下水位與水溫的一體化測量。設備通過全量程數字化校準與全溫區誤差補償技術，確保在 - 10℃至 80℃工作環境中，水位測量精度優于 ±0.1% F?S，溫度測量精度達 ±0.2℃。其全不銹鋼密封殼體滿足 IP68 防護標準，可適應地下水復雜的介質環境。
2. 實際應用方式在實際應用中，壓力水位計通過屏蔽導氣電纜吊裝于監測井內，電纜加裝鋼絲以增強抗拉強度。井口處配備防護罩，防止導氣管堵塞并做好屏蔽線接地處理。設備支持 DC3.8V 至 30V 寬電壓供電，具備電源反接保護與過電壓保護功能，可通過 RS485 接口采用 MODBUS-RTU 協議與上位機通信，傳輸距離達 1200 米，滿足遠程監測需求。

1. 監測參數配置多參數水質傳感器陣列涵蓋常規五參數與特征污染指標監測模塊。常規監測參數包括電導率、pH 值、溶解氧、濁度與溫度，其中電導率傳感器采用極板電勢測量原理，在 0 至 5000μS/cm 量程內分辨率達 1μS/cm；pH 傳感器基于玻璃電極原電池原理，0 至 14pH 量程內精度 ±0.1pH。特征污染指標監測模塊包含 COD、氨氮、葉綠素等參數傳感器，COD 傳感器利用紫外光譜吸收法，在 0 至 200mg/L 量程內實現 ±5% 測量精度。
2. 設備安裝規范各類傳感器采用浸入式安裝方式，接液材質選用 316L 不銹鋼或 POM 等耐腐蝕材料，防護等級達 IP68。傳感器通過 RS485 總線與遙測終端機連接，支持自動溫度補償與兩點校準功能，確保數據采集的準確性與穩定性。

三、數據采集與傳輸系統（一）硬件集成方案

遙測終端機作為現場數據匯聚節點，具備多接口硬件配置，包含 2 路 4-20mA 輸入接口、3 路 RS485 接口及 4G 通信模塊。設備支持 6-30V 寬電壓供電，靜態功耗 < 1mA，可實現傳感器數據的實時采集與存儲。工業相機作為選配設備，可實時抓拍監測點現場圖像，與水質數據形成聯動監測。

（二）通信網絡構建

系統采用無線與有線混合通信模式，4G 網絡作為主要傳輸通道，支持數據實時上傳至云端平臺。在網絡覆蓋薄弱區域，可配置衛星通信模塊作為備份傳輸鏈路。數據傳輸協議采用 MODBUS-RTU 標準，確保不同廠商設備的兼容性，傳輸過程中采用數據加密技術，保障監測數據的安全性與完整性。

四、云端數據管理平臺

云端平臺集成數據展示、分析、預警與管理功能。站點管理模塊支持監測點位的空間分布可視化展示，實時數據模塊動態刷新各點位水質參數與水位數據，歷史數據模塊提供多維度查詢與導出功能。平臺設置多級預警閾值，當監測數據超過閾值時，系統自動觸發預警機制，通過平臺推送預警信息。GIS 地理信息模塊將監測數據與空間數據融合，直觀展示污染分布與擴散趨勢。

五、系統應用場景

系統可應用于地下水環境監測與污染防治管理。在地下水水源地保護領域，系統通過高密度布點實現對飲用水水源地水質的實時監控，及時發現污染源入侵；在礦山開采區域，系統可監測礦坑排水對地下水的影響，為礦區水環境治理提供數據支持；在城市地下水漏斗區監測中，壓力水位計可實時追蹤水位變化，為地面沉降預警提供依據。針對工業廢水與生活污水滲漏監測，系統通過水質傳感器陣列實時監測污染物指標，結合壓力水位計的水流方向判斷，實現污染源快速定位；在河長制與湖長制管理中，系統為水體污染防治提供數據支撐，助力水環境綜合治理。