一、引言

在我國(guó)廣袤的農(nóng)村地區(qū)，供水安全始終是關(guān)乎民生福祉的重點(diǎn)議題。長(zhǎng)期以來(lái)，受限于地理?xiàng)l件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等因素，農(nóng)村供水體系存在諸多短板。部分農(nóng)村地區(qū)水源單一，易受季節(jié)變化、環(huán)境污染等影響，水質(zhì)不穩(wěn)定問(wèn)題頻發(fā)。同時(shí)，傳統(tǒng)供水管理模式依賴人工巡檢與經(jīng)驗(yàn)判斷，難以做到對(duì)水質(zhì)的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確把控。而飲用水質(zhì)直接關(guān)聯(lián)著廣大農(nóng)村居民的身體健康，關(guān)乎著他們?nèi)粘５纳钯|(zhì)量與生命健康安全。隨著時(shí)代的發(fā)展，信息技術(shù)如浪潮般席卷各個(gè)領(lǐng)域，利用自動(dòng)化信息化手段革新農(nóng)村供水保障體系，成為提升農(nóng)村供水質(zhì)量、彌補(bǔ)現(xiàn)存短板的必然選擇。其中，水質(zhì)監(jiān)測(cè)作為供水安全保障的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，宛如供水系統(tǒng)的 “眼睛”，對(duì)于及時(shí)洞察水質(zhì)變化、準(zhǔn)確捕捉水質(zhì)問(wèn)題，并迅速采取有效應(yīng)對(duì)措施，起著無(wú)可替代的重要作用。

二、水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)

1.前端監(jiān)測(cè)設(shè)備

• 多參數(shù)水質(zhì)傳感器：在農(nóng)村供水水源地、水廠以及供水管網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝多參數(shù)水質(zhì)傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)包括酸堿度（pH 值）、溶解氧、濁度、余氯、化學(xué)需氧量（COD）等多項(xiàng)重要水質(zhì)指標(biāo)。例如，pH 值傳感器能夠精確測(cè)量水體的酸堿度，確保其符合國(guó)家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，一般飲用水的 pH 值應(yīng)在 6.5 - 8.5 之間。
• 在線微生物監(jiān)測(cè)儀：為了監(jiān)測(cè)水中微生物含量，如大腸桿菌、菌落總數(shù)等，安裝在線微生物監(jiān)測(cè)儀。這些微生物超標(biāo)可能引發(fā)腸道疾病等健康問(wèn)題，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)水源或供水過(guò)程中的微生物污染風(fēng)險(xiǎn)。

2.數(shù)據(jù)采集與傳輸單元

• 數(shù)據(jù)采集終端（RTU）：負(fù)責(zé)收集前端監(jiān)測(cè)設(shè)備的水質(zhì)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行初步處理和存儲(chǔ)。rtu 具備多種通信接口，如 RS485、RS232 等，可與各類水質(zhì)傳感器無(wú)縫連接，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確采集。
• 無(wú)線通信模塊：利用 4G 或 NB - IoT 無(wú)線通信技術(shù)，將采集到的水質(zhì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至數(shù)據(jù)中心。這種無(wú)線傳輸方式覆蓋范圍廣，即使在偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)也能保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸，避免了有線傳輸布線困難、維護(hù)成本高的問(wèn)題。

三、水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與分析

1.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理

• 數(shù)據(jù)庫(kù)建立：在數(shù)據(jù)中心構(gòu)建專門的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)如 MySQL，對(duì)采集到的海量水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮數(shù)據(jù)的完整性、安全性和高效查詢，為后續(xù)數(shù)據(jù)分析提供基礎(chǔ)。
• 數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)：定期對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，可采用異地備份和本地冗余備份相結(jié)合的方式。確保在數(shù)據(jù)丟失或損壞時(shí)能夠快速恢復(fù)，保障水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性。

2.數(shù)據(jù)分析與可視化

• 數(shù)據(jù)分析算法：運(yùn)用數(shù)據(jù)分析算法對(duì)水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，例如通過(guò)時(shí)間序列分析，預(yù)測(cè)水質(zhì)變化趨勢(shì)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)水質(zhì)指標(biāo)有異常波動(dòng)時(shí)，及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。例如，若余氯含量持續(xù)下降，可能預(yù)示著消毒效果不佳，存在微生物滋生風(fēng)險(xiǎn)。
• 可視化界面：開(kāi)發(fā)直觀的水質(zhì)監(jiān)測(cè)可視化界面，以圖表（如折線圖、柱狀圖）、地圖等形式展示水質(zhì)數(shù)據(jù)。在地圖上可以直觀顯示各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置及實(shí)時(shí)水質(zhì)狀況，便于管理人員快速了解整體供水水質(zhì)情況，做出科學(xué)決策。

四、水質(zhì)預(yù)警與應(yīng)急處理

1.預(yù)警機(jī)制

• 閾值設(shè)定：根據(jù)國(guó)家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，為各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)設(shè)定合理的預(yù)警閾值。當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超出閾值范圍時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)預(yù)警信息，通過(guò)電腦、手機(jī)等方式及時(shí)通知相關(guān)管理人員。
• 分級(jí)預(yù)警：建立分級(jí)預(yù)警體系，根據(jù)水質(zhì)超標(biāo)程度分為不同級(jí)別預(yù)警。例如，輕度超標(biāo)為黃色預(yù)警，中度超標(biāo)為橙色預(yù)警，重度超標(biāo)為紅色預(yù)警，以便管理人員采取相應(yīng)的應(yīng)急措施。

2.應(yīng)急處理流程

• 預(yù)案啟動(dòng)：一旦收到預(yù)警信息，立即啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急處理預(yù)案。例如，當(dāng)水源地水質(zhì)出現(xiàn)污染導(dǎo)致水質(zhì)超標(biāo)時(shí)，水廠應(yīng)立即切換至備用水源，并加大水處理工藝中的凈化力度。
• 水質(zhì)跟蹤監(jiān)測(cè)：在應(yīng)急處理過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)水質(zhì)的跟蹤監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)掌握水質(zhì)變化情況，直至水質(zhì)恢復(fù)正常，確保農(nóng)村居民用水安全。

五、結(jié)論

通過(guò)構(gòu)建農(nóng)村供水保障自動(dòng)化信息化的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)農(nóng)村供水水質(zhì)的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水質(zhì)問(wèn)題并采取有效措施。這不僅提高了農(nóng)村供水保障水平，還為農(nóng)村居民的健康提供了有力保障，對(duì)推動(dòng)農(nóng)村地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。