基于物联网技术的河湖环境监测与预警系统构建

期刊: 国际市场 2025年第12期 DOI: 10.67328/TF001 PDF下载

基于物联网技术的河湖环境监测与预警系统构建

武文强 曹滨 刘波

徐州市河湖管理中心

摘要:河湖生态环境是自然生态体系的重要组成部分,水环境质量与生态稳定性直接关系区域生态安全与人居环境质量。传统河湖环境监测模式存在监测滞后、覆盖不足、管控被动等短板,难以适配现代化河湖生态治理需求。物联网技术具备实时感知、远程传输、智能分析的技术优势,能够有效弥补传统监测工作的不足。本文结合河湖环境治理现状,分析物联网技术应用于河湖监测预警的核心价值,梳理当前监测体系存在的突出问题,探索物联网河湖环境监测预警系统的构建思路与实施策略,为提升河湖生态精细化管控水平、推进水环境长效治理提供理论参考。

关键词:物联网技术;河湖环境;环境监测;预警系统;生态管控

引言

生态文明建设背景下,河湖生态治理逐步向精细化、常态化、智能化方向转型,科学高效的环境监测与风险预警是守护河湖生态稳定的基础保障。传统河湖环境监测多依靠人工定点采样、阶段性检测的方式开展,整体监测时效性弱、连续性差,无法及时捕捉水环境动态变化与潜在污染风险。物联网技术可实现环境信息的自动化采集、全天候监测与智能化分析,能够构建全方位、动态化的河湖管控体系。依托物联网技术搭建河湖环境监测预警系统,能够革新传统治理模式,提升河湖环境风险防控能力,助力河湖生态可持续发展。

一、物联网技术应用于河湖环境监测预警的核心价值

(一)实现河湖环境动态常态化管控

传统河湖环境监测模式存在明显的阶段性与局限性,无法实现水域环境的全天候、全覆盖监测,难以精准掌握河湖水质、水文、生态的动态变化规律。物联网技术依托前端感知设备,可对河湖水域各项环境指标、水体状态、岸线环境进行不间断实时采集,打破人工监测的时间与空间限制。通过持续动态的数据采集与信息传输,能够完整呈现河湖环境变化趋势,改变传统阶段性监测的滞后性问题,为河湖环境常态化、动态化、精细化管控提供坚实的技术支撑。

(二)提升水环境风险预警处置能力

河湖环境污染、水文异常等问题具备显著的突发性、流动性与扩散性特征,各类水质异变、水体污染、水文失衡等隐患在萌芽阶段隐蔽性极强,难以通过传统人工监测方式及时捕捉。传统滞后的监测手段往往只能在污染扩散、生态受损形成既定问题后才能发现情况,错失最佳治理时机,极易引发大范围水域污染、生态环境破坏以及水系功能退化等不良后果。物联网监测预警系统依托高精度智能感知与数据分析模块,持续对实时采集的水环境数据进行动态比对与智能研判,可精准捕捉细微指标波动,自动触发分级预警机制并快速推送风险信息。管理人员依托精准预警提前介入排查处置,从源头阻断风险扩散,大幅提升水环境风险主动防控与快速处置的综合能力。

(三)推动河湖生态治理智能化转型

传统河湖环境治理多采用事后整改、被动治理的模式,治理精准度不足、资源消耗较大,难以适配现代化生态治理的发展要求。物联网技术结合信息化平台,可整合河湖各类环境数据,形成完整的环境信息数据库,为生态治理方案制定、治理策略优化、治理成效复盘提供科学依据。通过智能化数据分析替代传统人工经验判断,能够有效提升治理工作的针对性与科学性,推动河湖环境治理从粗放式管控向精细化、智能化、科学化治理转型,全面提升河湖生态治理现代化水平。

二、当前河湖环境监测与预警工作现存问题

(一)监测体系覆盖范围存在局限

现阶段多数区域河湖环境监测体系建设不够完善,监测点位布局缺乏科学性与系统性,多集中在主干河道、重点水域,支流、偏远水域、小型河湖存在监测空白区域。传统监测方式以定点采样监测为主,采样频次有限、空间覆盖面狭窄,无法实现全域水域的立体化、连续性监测,难以全面掌握整体河湖环境动态变化状态。同时,监测工作多聚焦常规水质指标监测,对水文动态、岸线生态植被、水土保持、底泥环境等关联要素监测不足,监测内容维度单一、体系片面,无法形成全方位、一体化的环境感知体系。长期片面的监测模式,使得隐蔽水域、边缘区域的轻微污染、生态退化等隐患无法被及时察觉,各类潜在环境问题长期隐匿积累,逐步演变为区域性生态隐患,制约河湖整体治理成效。

(二)预警机制智能化精细化不足

目前河湖环境预警工作大多依赖人工数据分析与经验判断,智能化预警设备应用程度较低,自动化、信息化预警水平薄弱,预警响应存在明显滞后性。现有预警体系标准较为笼统固化,统一化阈值设置缺乏灵活性,缺乏分层分类的精细化预警机制,无法针对不同水域功能、不同风险等级、不同污染类型开展差异化预警提示。同时,预警全流程管理体系存在短板,预警信息推送、现场核查、隐患处置、复查验收、台账归档的闭环机制不够完善,预警发出后缺乏全过程跟踪、督办、反馈流程。这就容易出现预警流于形式、处置响应迟缓、整改不彻底、事后无复盘等问题,无法实现风险源头管控,难以充分发挥预警系统的前置性风险防控作用。

(三)数据整合与应用能力薄弱

部分区域河湖环境监测设备类型繁杂,设备采购与建设缺乏统一规划,不同设备、不同监测板块的数据标准不统一,数据接口存在明显差异,导致水质、水文、生态等各类监测数据分散独立存储,无法实现互联互通与集中整合,形成严重的数据孤岛问题。日常监测数据仅简单用于基础环境状态记录与报表统计,缺乏深度分析、趋势研判、规律总结、风险预判等深层次应用,海量监测数据的核心价值未能充分挖掘。同时,监测数据与一线治理工作衔接不畅、联动性不足,数据分析结果无法有效指导生态修复、隐患排查、日常管护等实际工作,数据赋能治理的作用难以落地,大幅降低了河湖环境监测预警工作的实际效用与治理价值。

三、基于物联网技术的河湖环境监测与预警系统构建策略

依托物联网感知技术,科学规划监测点位,补齐偏远水域、支流河道、小型河湖的监测空白,构建全域覆盖、布局合理的立体化监测网络。结合不同河湖段的水域特点、生态条件与污染风险差异,优化点位布设密度,兼顾重点管控区域与薄弱监管区域,杜绝局部监测盲区。丰富监测内容,兼顾水质指标、水文参数、岸线生态、环境工况等多维度监测要素,实现河湖环境全方位感知。统一前端感知设备技术标准,规范数据采集频率与传输模式,保障监测数据的真实性、连续性与完整性。落实设备常态化管护机制,定期开展设备校准、检修、维护工作,避免设备故障导致的数据缺失、数据偏差问题,筑牢系统监测数据基础,从硬件层面保障监测网络长期稳定运行。

(二)构建精细化智能预警处置体系

结合河湖生态管控标准与区域水环境特性,建立分层分类的精细化预警标准,区分不同风险等级设置差异化预警阈值,实现精准化风险识别与分级预警。针对常规水质波动、轻度污染隐患、重大生态风险等不同场景,划分梯度化预警级别,匹配对应的处置方案与管控力度。依托物联网平台搭载智能分析算法,对实时监测数据进行自动比对、动态研判,实现异常数据自动识别、风险隐患主动预警,替代传统人工研判模式。完善预警闭环处置机制,规范预警信息推送、隐患核查、问题整改、结果反馈全流程工作标准,明确各岗位处置职责与响应时限,形成预警及时、处置高效、监管到位的闭环管控体系,彻底解决预警空转、处置脱节的行业通病。

(三)完善数据融合应用与运维保障机制

统一各类监测设备的数据接口与数据标准,搭建一体化数据管理平台,整合水质、水文、生态、气象等各类监测数据,破除数据孤岛,实现数据集中存储、统一管理、互联互通。规范数据归集、清洗、审核流程,过滤无效数据、修正偏差数据,提升整体数据质量,为后续智能化分析奠定扎实基础。强化数据深度挖掘与分析应用,通过大数据研判总结河湖环境变化规律、风险高发特征,为河湖生态治理、管控策略优化、长效机制建设提供数据支撑。同时,建立系统常态化运维保障机制,配备专业技术人员负责平台运维、设备管控、数据核查,定期开展系统升级、漏洞排查,保障监测预警系统长期稳定高效运行,持续提升河湖智能化管控水平。

结束语

河湖环境监测与预警是河湖生态保护、水环境风险防控的核心基础工作,传统监测管控模式已难以适配新时代河湖生态精细化治理需求。物联网技术为河湖环境智能化管控提供了全新路径,能够有效解决传统监测覆盖不足、预警滞后、数据利用率低等突出问题。通过搭建全域感知监测网络、构建智能预警处置体系、完善数据融合运维机制,可全面提升河湖环境动态监测与风险防控能力,实现河湖生态问题早发现、早预警、早处置,持续守护河湖生态健康,推动区域生态文明建设高质量发展。

参考文献

[1]熊大红, 利仕发, 梁永康. 基于GIS和物联网的河湖信息化管理系统研究[J]. 物联网技术, 2022, 12 (11): 121-123.

[2]纪炜之. 河湖监管模式现状与发展方向思考[J]. 中国水运(下半月), 2021, 21 (16): 33-35.

[3]张静, 皇甫玮喆. 基于物联网技术的地表水质监测预警系统设计[J]. 电子与封装, 2016, 16 (12): 44-47.

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