江蘇鹽城農(nóng)業(yè)灌區(qū)水質(zhì)監(jiān)測(cè)：凱米斯科技“光譜浮標(biāo)”守護(hù)萬(wàn)畝農(nóng)田
在江蘇鹽城灌河流域下游的一處灌區(qū)渠首，農(nóng)民老王擰開灌溉水閥，水流涌入農(nóng)田。他望著水面漂浮的浮標(biāo)，對(duì)身邊的技術(shù)員感慨：“以前澆水全憑經(jīng)驗(yàn)，鹽堿水破壞莊稼，現(xiàn)在這‘小圓筒’隨時(shí)告訴我水干不干凈，連施肥量都能省兩成?！?/span>
鹽城，這個(gè)擁有近千萬(wàn)畝耕地的農(nóng)業(yè)大市，境內(nèi)河網(wǎng)密布，灌區(qū)密集。作為國(guó)家商品糧基地，鹽城農(nóng)業(yè)灌溉用水效率直接關(guān)系糧食安全與生態(tài)保護(hù)。同時(shí)，鹽城擁有全省最大的沿海灘涂灌溉區(qū)（占全市耕地面積62%），地下水位易受鹽堿滲透。
2024年秋，一批搭載“全光譜多參數(shù)傳感器”的凱米斯智能浮標(biāo)在鹽城北部灌區(qū)悄然布放，拉開了農(nóng)業(yè)灌溉水質(zhì)監(jiān)測(cè)智慧升級(jí)的序幕。
農(nóng)業(yè)命脈的隱憂
鹽城市水利局2024年8月發(fā)布的招標(biāo)文件顯示，該市正推進(jìn)“農(nóng)業(yè)灌區(qū)精準(zhǔn)計(jì)量試點(diǎn)項(xiàng)目”，項(xiàng)目核心任務(wù)直指痛點(diǎn)：摸清灌區(qū)取用水情況，構(gòu)建用水模型，分析用水合理性。
在灌河流域，農(nóng)田與河道交織成網(wǎng)。當(dāng)?shù)厝∷O(jiān)測(cè)站散布在各大中型灌區(qū)，承擔(dān)著水資源監(jiān)控重任。傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)依賴人工采樣和單一參數(shù)傳感器，效率低下且數(shù)據(jù)滯后。
“突發(fā)污染無(wú)法及時(shí)預(yù)警，設(shè)備維護(hù)成本居高不下”，一位參與項(xiàng)目的水利工程師坦言，“鹽城灌區(qū)類型多樣，取水口分散，還受潮汐和農(nóng)業(yè)面源污染雙重影響，急需更高效的監(jiān)測(cè)手段”。
更嚴(yán)峻的是水質(zhì)隱患。報(bào)告顯示，農(nóng)田灌溉水需檢測(cè)生化需氧量（BOD）、化學(xué)需氧量（COD）、重金屬、石油類等30余項(xiàng)指標(biāo)。一旦超標(biāo)灌溉，輕則導(dǎo)致作物減產(chǎn)，重則引發(fā)食品安全問(wèn)題。
光譜技術(shù)破局
面對(duì)挑戰(zhàn)，鹽城引入的凱米斯智能監(jiān)測(cè)浮標(biāo)給出了創(chuàng)新答案。其搭載的在線全光譜多參數(shù)傳感器以及拓展專項(xiàng)參數(shù)傳感器，成為破解灌區(qū)監(jiān)測(cè)難題的關(guān)鍵利器。
在技術(shù)層面，這套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了三大突破：
全光譜掃描能力：告別試劑，采用光譜技術(shù)，同時(shí)捕捉十余項(xiàng)核心指標(biāo)。鹽城農(nóng)田關(guān)注的pH、BOD、COD、氨氮、硝酸鹽等參數(shù)盡在掌握。
秒級(jí)響應(yīng)機(jī)制：將數(shù)據(jù)傳輸頻率從“小時(shí)級(jí)”提升至“秒級(jí)”，為污染預(yù)警爭(zhēng)取黃金時(shí)間。浮標(biāo)通過(guò)RS-485接口及Modbus協(xié)議實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)，管理人員可隨時(shí)遠(yuǎn)程查看。
綠色監(jiān)測(cè)模式：采用無(wú)試劑檢測(cè)原理，避免化學(xué)監(jiān)測(cè)帶來(lái)的二次污染。太陽(yáng)能與高容量鋰電池組合供電，保障連續(xù)陰雨60天不間斷運(yùn)行。
更令人心動(dòng)的是其 “水土相服”的適應(yīng)性。凱米斯科技光譜傳感器采用316L不銹鋼外殼，達(dá)到軍工級(jí)IP68防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，能長(zhǎng)期耐受腐蝕性水體。針對(duì)鹽城沿海多風(fēng)浪的環(huán)境，其抗干擾設(shè)計(jì)通過(guò)自動(dòng)濁度補(bǔ)償算法，有效消除懸浮物對(duì)測(cè)量的影響。
光譜技術(shù)破局
凱米斯浮標(biāo)在鹽城的應(yīng)用絕非簡(jiǎn)單設(shè)備移植，而是深度契合地方特色的定制化實(shí)踐。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)針對(duì)鹽城特點(diǎn)打造了三大應(yīng)用亮點(diǎn)：
潮汐河道專用算法：針對(duì)灌河流域受潮汐影響的特點(diǎn)，開發(fā)補(bǔ)償算法，消除水位波動(dòng)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的干擾。在雨季，系統(tǒng)自動(dòng)耦合降雨數(shù)據(jù)與灌溉用水時(shí)間，校準(zhǔn)取用水量關(guān)系模型。
灌區(qū)“四維感知”網(wǎng)絡(luò)：在不同水資源分區(qū)選取多個(gè)典型灌區(qū)，布設(shè)浮標(biāo)陣列。每個(gè)浮標(biāo)如同一個(gè)“水上哨兵”，形成覆蓋水源、渠首、田間、尾水的立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)。
對(duì)接農(nóng)業(yè)灌溉云平臺(tái)：監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)直接接入農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)田間計(jì)量數(shù)據(jù)與光譜監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的雙重驗(yàn)證，用水合理性分析效率提高40%。
凱米斯浮標(biāo)系統(tǒng)在鹽城灌區(qū)的應(yīng)用，已超越單純的技術(shù)升級(jí)，形成 “生態(tài)-經(jīng)濟(jì)-管理”三重價(jià)值共振。生態(tài)價(jià)值方面，為鹽城構(gòu)建起灌區(qū)水質(zhì)安全早期預(yù)警體系，水質(zhì)異常觸發(fā)平臺(tái)預(yù)警；經(jīng)濟(jì)價(jià)值方面，對(duì)比傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方式，浮標(biāo)系統(tǒng)使單站運(yùn)維成本降低60%，人力投入減少80%。在管理維度，項(xiàng)目形成“監(jiān)測(cè)-預(yù)警-處置-反饋”閉環(huán)。
隨著浮標(biāo)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)向鹽城更多灌溉流域覆蓋，這項(xiàng)技術(shù)將支撐起 “江淮糧倉(cāng)”更精密的用水管理。當(dāng)秋收時(shí)節(jié)稻浪翻滾，每一粒飽滿的稻谷中，都蘊(yùn)藏著光譜感知為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)注入的科技基因。