麵向農村分散水源：微型水質自動監測水站的低成本適配方案與實踐效果

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　　麵向農(nong) 村分散水源：微型水質自動監測水站的低成本適配方案與(yu) 實踐效果

　　農(nong) 村分散水源(如小型水庫、山塘、水井)是農(nong) 村居民飲水安全的重要保障，但受限於(yu) 資金投入少、運維資源短缺、基礎設施薄弱等問題，傳(chuan) 統大型水質監測站難以覆蓋。微型水質自動監測水站需通過 “硬件簡化、部署靈活、運維低成本" 的適配方案，破解農(nong) 村場景監測難題，實現分散水源的常態化、低成本監管。

　　一、低成本適配方案：貼合農(nong) 村場景的技術優(you) 化路徑

　　針對農(nong) 村分散水源監測需求，微型水質自動監測水站的低成本適配需圍繞 “核心參數聚焦、硬件降本、部署運維簡化" 三大核心，構建經濟實用的技術體(ti) 係。

　　(一)核心參數精簡與(yu) 傳(chuan) 感器選型

　　農(nong) 村分散水源的主要風險來自微生物汙染、化肥農(nong) 藥殘留及水體(ti) 富營養(yang) 化，無需監測複雜工業(ye) 汙染物參數。因此，將監測參數聚焦為(wei) “pH、溶解氧、濁度、餘(yu) 氯(針對飲用水源)" 四大核心指標，去除不必要的特征汙染物傳(chuan) 感器，硬件成本可降低 40% 以上。傳(chuan) 感器選型優(you) 先采用性價(jia) 比高的成熟產(chan) 品：pH 傳(chuan) 感器選用電極壽命 1 年以上的工業(ye) 級產(chan) 品，單價(jia) 控製在 800 元以內(nei) ;溶解氧傳(chuan) 感器采用國產(chan) 熒光法傳(chuan) 感器，成本僅(jin) 為(wei) 進口產(chan) 品的 1/3，且無需頻繁更換電解液;濁度傳(chuan) 感器選用集成化模塊，將檢測精度控製在 ±5%(100NTU 以內(nei) )，滿足農(nong) 村水源監測需求即可，無需追求高精度(如 ±1%)的型號。

　　(二)部署方式與(yu) 供電方案優(you) 化

　　農(nong) 村分散水源多位於(yu) 偏遠地區，缺乏電網供電與(yu) 通信基站覆蓋，需采用 “免布線、低功耗" 的部署模式。供電方麵，摒棄傳(chuan) 統 “市電 + 太陽能" 的高成本方案，采用 “鋰電池 + 小型太陽能板" 組合：配備 12V/20Ah 鋰電池(成本約 300 元)，搭配 10W 單晶矽太陽能板(成本約 150 元)，在日均光照 3 小時的條件下，可實現每 24 小時 1 次數據采集與(yu) 傳(chuan) 輸，續航能力達 45 天以上，相比傳(chuan) 統供電方案成本降低 60%。部署安裝采用 “簡易支架 + 人工搬運" 模式，支架選用 PVC 材質(成本約 200 元)，重量僅(jin) 5kg，2 人即可完成安裝，無需大型設備吊裝，大幅降低施工成本;對於(yu) 水井等封閉水源，直接將傳(chuan) 感器探頭通過軟管放入水中，避免複雜的水下安裝流程。

　　(三)運維模式簡化與(yu) 成本控製

　　農(nong) 村地區缺乏專(zhuan) 業(ye) 運維人員，需構建 “輕量化、本地化" 的運維體(ti) 係。一是減少運維頻次，通過技術優(you) 化將維護周期從(cong) 每月 1 次延長至每 3 個(ge) 月 1 次：傳(chuan) 感器探頭塗覆抗菌塗層，抑製藻類附著;數據采集模塊采用 “休眠 - 喚醒" 模式，減少設備損耗。二是推行 “村聘運維員" 製度，培訓當地村民(如村水利員)擔任兼職運維員，負責日常巡檢(如清潔太陽能板、查看設備外觀)，運維補貼每月僅(jin) 500 元，相比專(zhuan) 業(ye) 運維團隊成本降低 80%;遇到複雜故障(如傳(chuan) 感器損壞)，再由縣級監測部門派技術人員上門處理，降低整體(ti) 運維成本。

　　二、實踐效果：從(cong) 試點應用看適配方案的實際價(jia) 值

　　2024 年，某省在 10 個(ge) 縣的 20 個(ge) 農(nong) 村分散水源(12 個(ge) 小型水庫、8 個(ge) 集中供水水井)部署了低成本微型水質自動監測水站，經過 6 個(ge) 月試點應用，取得顯著效果。

　　從(cong) 監測覆蓋與(yu) 成本控製來看，20 個(ge) 監測站總投入僅(jin) 24 萬(wan) 元，單站成本 1.2 萬(wan) 元，僅(jin) 為(wei) 傳(chuan) 統微型站(單站成本 3-5 萬(wan) 元)的 1/3-1/4，實現了 “低成本廣覆蓋" 目標。其中，硬件成本占比 60%(單站約 7200 元)，部署與(yu) 運維成本占比 40%(單站約 4800 元)，遠低於(yu) 預期預算。

　　從(cong) 監測數據可靠性來看，試點期間水站數據上傳(chuan) 成功率達 96% 以上，與(yu) 實驗室人工采樣數據對比，pH、溶解氧、濁度的檢測誤差分別控製在 ±0.1pH、±0.3mg/L、±5NTU 以內(nei) ，滿足《農(nong) 村飲用水水源地保護管理辦法》的監測精度要求。在某次監測中，某村集中供水水井的餘(yu) 氯值連續 3 天低於(yu) 0.05mg/L(標準要求≥0.05mg/L)，水站及時發出預警，當地村委會(hui) 立即對消毒設備進行檢修，避免了飲水安全風險。

　　從(cong) 運維可行性來看，“村聘運維員" 製度有效落地，20 個(ge) 站點的日常巡檢完成率達 100%，未出現因運維不及時導致的設備停機;縣級監測部門僅(jin) 處理了 3 起複雜故障(2 起傳(chuan) 感器損壞、1 起通信模塊故障)，運維效率顯著提升。

　　麵向農(nong) 村分散水源的微型水質自動監測水站低成本適配方案，通過 “參數精簡、硬件降本、運維簡化"，破解了農(nong) 村水源監測 “投入高、難運維、覆蓋少" 的難題。未來可進一步優(you) 化傳(chuan) 感器國產(chan) 化率與(yu) 數據智能化分析功能，如增加水質超標自動推送短信至村民手機的功能，讓監測數據更貼近農(nong) 村居民需求，為(wei) 農(nong) 村飲水安全保駕護航。