Система онлайн-мониторинга подземных вод | уровне, pH, EC

2026-05-22

Интеллектуальная система мониторинга подземных вод YEX: уровень воды / pH / проводимость / температура – промышленный RTU + облачная платформа – предотвращение диффузии загрязнения и управление водными ресурсами

I. Проблемы отрасли + решения (подробная версия)

1. Основные проблемы отрасли (помимо «задержки выборки»)

Мониторинг подземных вод долгое время страдает от следующих системных проблем:

Временные слепые зоны: Ручная частота дискретизации обычно проводится один раз в квартал. Утечки загрязнения могут достичь скважин ниже по течению в течение 2 часов, но следующий отбор проб происходит через 3 месяца, к тому времени загрязнение распространяется до неконтролируемого диапазона.
Пространственные слепые зоны: Одна мониторинговая скважина — это одна точка, но гидрогеология обладает сильной анизотропией. Традиционные решения испытывают трудности с формированием эффективных предупреждений о пространственной интерполяции.
Неподлежащие аудиту данные: Бумажные или Excel-записи легко подвергаются сомнению. Во время экологических инспекций нельзя предоставлять непрерывные и защищенные от подделок оригинальные временные ряды.
Многопараметрическое отключение: Сам по себе pH падение может не быть проблемой, но pH падение + EC подъем + резкое падение уровня воды почти на 100% соответствует проникновению загрязнения. Традиционные методы не могут выполнять многопараметрическое логическое суждение в реальном времени.
Отказ датчиков в суровых условиях: Высокая минерализация, биопленка, сульфиды и отрицательное давление в грунтовых водах приводят к тому, что обычные датчики служат менее 3 месяцев.

2. Почему онлайн-мониторинг необходим?

С точки зрения экологического инжиниринга, обязательные причины включают:

Регуляторное давление: HJ 164-2020, GB/T 14848 и стандарты мониторинга подземных вод EPA четко рекомендуют или требуют онлайн-мониторинг ключевых источников загрязнения.
Отдел ответственности: в случае загрязнения онлайн-данные являются единственным юридически эффективным «доказательством временной метки».
Стоимость рекультивации: Затраты на рекультивацию подземных вод примерно в 300–1000 раз выше, чем у онлайн-систем мониторинга. 24-часовое раннее предупреждение может спасти миллионы.

3. Что именно решает наша система?

Проблема	Решение	Количественное влияние
Медленное обнаружение загрязнения	Интервал сбора от 5 до 60 минут	Время отклика от 30 дней → 1 часа
Ненадёжные данные	RTU локальное зашифрованное хранилище + облачная платформа, защищённая от вмешательства	Экспортируем для экологических аудитов
Частые ложные тревоги	Многопараметрическая связь + сигнализация изменения скорости	Уровень ложной тревоги снизился на 80%
Отдалённые районы без электричества и сети	LoRa + солнечная энергия + 4G двухканальный канал	Покрывает все контролёры
Недолговечные датчики	Антизагрязняющие электроды YEX + опциональная автоматическая очистка	Продолжительность жизни ≥ 2 года

II. Сценарии применения решений для инженерных решений для онлайн-мониторинга подземных вод

Сценарий	Основной риск	Ключевые параметры мониторинга	Рекомендуемая трансмиссия
Полигон	Инфильтрация через фильтрацию жидкости	pH, EC, уровень воды	4G + солнечная энергия
Граница химического завода	pH аномалии, связанной с ЛОС	pH, EC, Температура	4G (в реальном времени)
Прибрежные районы	Проникновение морской воды	EC (самое важное), уровень воды	LoRa + 4G
Сельскохозяйственные районы	Накопление нитратов/TDS	EC	LoRa (Low cost)
Водозаборные колодцы	Падение уровня воды, проникновение загрязнения	Уровень воды, pH, EC	4G + Двойное питание
Рудник/хвостильный пруд	Кислотный шахтный дренаж (AMD)	pH, EC	4G
Участки по очистке подземных вод	Оценка эффективности рекультивации	pH, EC, уровень воды, DO	4G + RTU Edge Computing

III. Компоненты инженерных решений для системы онлайн-мониторинга подземных вод

3.1 Сенсорный слой

YEX-S1-EC Датчик проводимости
Принцип: метод с четырьмя электродами, антиполяризация, подходит для сильно загрязнённых водоёмов
Радиус действия: 0–200 000 мкС/см (покрывает пресную воду → морскую воду → вытекает)
Выход: RS485 Modbus RTU / 4–20 мА
Защита: IP68, устойчивая к давлению до 1 МПа (глубина воды 100 м)
YEX-S1-PH pH Датчик
Принцип: метод стеклянных электродов
Дальность: 0–14 pH
Точность: ±0,1 pH (с автоматической температурной компенсацией)
Опционально: чистка электродов (ультразвуковая/кисточная)

Датчик уровня воды
Принцип: кремниевой пьезорезистив + вентиляционный кабель (автоматическая компенсация атмосферы)
Дальность: 5м / 10м / 20 м / 50 м / 100 м
Точность: ±0,05% FS
Долгосрочная стабильность: ±0,1% FS в год

Датчик температуры
Интегрировано в датчики или независимый PT1000

3.2 Терминал сбора данных RTU (Дифференциация ядра)

Каналы: 8 сенсорных каналов (расширяются до 32)
Протокол: Modbus RTU / 4–20 мА адаптивный
Хранилище: 16 МБ (>1 миллион записей)
Edge computing, 120-дневный офлайн-кэш, ультранизкое энергопотребление

3.3 Беспроводная передача

Метод	Подходящая сцена	Мощность	Расстояние	В реальном времени
4G	Районы с сигналом	Среда	По всей стране	Второй уровень
LoRaWAN	Нет сигнала, глубокие скважины	Крайне низкий	2–5 км	Минутный уровень
Краткое сообщение Бэйдоу	Беспилотные зоны, нет общественной сети	Высокий	Глобальный	Минутный уровень

3.4 Облачная платформа (выделена для подземных вод)

ГИС-карта + кривые + многопараметрическая панель управления, трехуровневая сигнализация, анализ трендов, отчёты по соответствию, MQTT/HTTP API

IV. Параметры мониторинга и спецификации датчиков

Параметр	Модель сенсоров	Принцип	Ареал	Точность	Время отклика
Уровень воды	YEX-L200	Кремниевый пьезорезистив	0–50 м	±0,05% FS	<10ms
pH	YEX-S1-PH	Стеклянный электрод	0–14	±0.1 pH	<5s
Проводимость	YEX-S1-EC	Четырёхэлектродный	0–200k мкС/см	±1% FS	<3s
Мутность (необязательно)	YEX-S1-ZS	Рассеяние под углом 90°	0–4000 NTU	±5%	<3s
DO (по желанию)	YEX-S1-RDO	Флуоресценция	0–20 мг/л	±0,2 мг/л	<10s

V. Архитектура системы

Система онлайн-мониторинга подземных вод

[Облачная платформа] Облачная платформа подземных вод YEX-Cloud-BASIC (мобильное приложение / панель управления на ПК)

↑ (4G беспроводная передача) ↓

[Терминал сбора данных] YEX-RTU-200 Терминал для сбора данных промышленного класса

↑ (Источник питания) | (RS485 Сигнал) ↓

Солнечная система YEX-Solar60 + Щит защитной головки скважины

↓ (Вентиляционный кабель)

[Ощущение глубины] Уровень воды (YEX-L200), pH (YEX-S1-PH), проводимость (YEX-S1-EC), температура (встроенный PT1000)

VII. Стоимость проекта

Размерность	Описание стоимости
Экологическая безопасность	Время загрязняния сохраняется за месяцы → часы, избегая миллионов затрат на очистку
Соблюдение требований	Соответствует требованиям HJ 164-2020 и основным требованиям к автоматическому мониторингу блока сброса загрязняющих веществ
Операционная эффективность	1 человек управляет 50 скважинами, стоимость труда снижается на 90%
Активы данных	Долгосрочные непрерывные данные поддерживают калибровку моделей подземных вод и оптимизацию порога раннего предупреждения

VIII. Рекомендованный список продуктов

Модель	Название	Примечание
YEX-S1-PH	pH Датчик	Двойной соляной мост, противозагрязняющий
YEX-S1-EC	EC / TDS Сенсор	Четыре электрода, диапазон 200k
YEX-L200	Датчик уровня воды	Точность 0,05%, вентиляционный кабель
YEX-RTU-200	Терминал телеметризации	4G, крайние вычисления

YEX-Solar60Солнечная энергетическая система60W + 40AhYEX-Cloud-BASICПлатформа для облачных подземных вод5-летнее хранение данных + API

IX. Проектные дела

Случай 1: Полигон опасных отходов в Восточном Китае (12 скважин для мониторинга)
Цель: раннее предупреждение о протечении выхождения
Конфигурация: pH + EC + уровень воды, 4G + солнечная энергия
Результат: После 14 месяцев работы успешно предупрежден о прекурсоре геомембранных повреждений (EC рост на 40%), за 72 часа до заранее.

Случай 2: Сеть мониторинга проникновения морской воды в северном прибрежном городе (35 скважин)
Цель: динамический мониторинг солёно-пресноводного интерфейса
Конфигурация: EC + уровень воды, LoRa + 4G в двойном режиме
Результат: Первая квартальная карта продвижения солёных клинов выполнена, скорректирован план подачи воды, отсрочка проникновения на 3 года.

Случай 3: Система раннего предупреждения о рисках подземных вод в химическом промышленном парке (28 скважин)
Цель: Быстрая отслеживаемость в состоянии аварии
Конфигурация: pH / EC / температура / уровень воды + многопараметрическая сигнализация связи
Результат: 2 аномальных сигнала тревоги соответствовали производственным аномалиям, избежав экологических штрафов примерно в 2 миллиона юаней.

FAQ

Вопрос 1: Что делать с биологическим загрязнением датчиков в грунтовых водах?
Ответ: EC использует четырёхэлектроды с сильным противозагрязнителем; pH опциональный ультразвуковой или химический набор для чистки.

Вопрос 2: Влияет ли изменение атмосферного давления на измерение уровня воды?
Ответ: Мы используем вентиляционные кабельные датчики уровня воды для автоматической барометрической компенсации, точность не нарушается.

Вопрос 3: Будут ли данные потеряны, если 4G будет отключен?
Ответ: Нет. RTU хранит 1 миллион записей локально и автоматически передаёт их с временными метками после восстановления.

Вопрос 4: Почему pH срок службы электрода короче, чем в лаборатории?
Ответ: Подземные воды содержат сульфиды, жир и биопленку. YEX использует двойной солевый мост + диафрагму PTFE, типичный срок службы 18–24 месяца.

Вопрос 5: Может ли он подключиться к существующим платформам SCADA или экологических бюро?
Ответ: Поддерживает MQTT, Modbus TCP, OPC UA, HTTP API.

Вопрос 6: Какое максимальное количество датчиков на систему?
Ответ: Один RTU поддерживает 8 каналов, расширяемых до 32 каналов.

Вопрос 7: Можно ли передавать сигналы с глубоких скважин (>50 м)?
Ответ: RS485 скважины глубиной до 1200 метров и 100 м не проблема; Можно добавить ретрансляторы.

Вопрос 8: Какова примерная годовая стоимость обслуживания?
Ответ: В основном pH замена электродов (каждые 1,5–2 года) и чистка на месте, ежегодная стоимость составляет около 5–10% от стоимости оборудования.

Вопрос 9: Вы проводите установку и обучение на месте?
Ответ: Да, мы можем обеспечить установку, ввод в эксплуатацию, калибровку датчиков, обучение платформам и поддержку экологического принятия.