我國的水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測始于1973年，并于1974年開始獨立建制。1982年，國家環(huán)境保護(hù)總局會同17個有關(guān)部門組建了由54個監(jiān)測站組成的國家環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)。在“十四五”期間，全國布設(shè)了3641個國家地表水環(huán)境質(zhì)量評價、考核、排名監(jiān)測斷面。針對不同的水環(huán)境，提出了具體的監(jiān)測指標(biāo)體系和評價體系。

（一）城鎮(zhèn)污水處理廠

經(jīng)過多年的研究與實踐，城鎮(zhèn)污水處理廠的進(jìn)出水水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)步?，F(xiàn)代水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確地監(jiān)測水中的各種污染指標(biāo)，如化學(xué)需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、氨氮、總磷等，為污水處理廠的運(yùn)營提供堅實的數(shù)據(jù)支撐。同時，隨著數(shù)據(jù)采集與收集技術(shù)的日益成熟，借助自動化、智能化的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，已經(jīng)實現(xiàn)了對污水處理廠各環(huán)節(jié)的實時監(jiān)控，確保了數(shù)據(jù)的精確性與時效性。城鎮(zhèn)污水處理廠已經(jīng)形成了一整套相對完備的管理體系。隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，污水處理廠還積極引入先進(jìn)的管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)對污水處理過程的精細(xì)化管理，進(jìn)一步提高管理效率和水平。

污水處理廠在應(yīng)對溢流污染及生化系統(tǒng)運(yùn)行狀況監(jiān)測等方面仍面臨諸多挑戰(zhàn)。溢流污染的處理是污水處理廠運(yùn)營中的一大難題，往往在暴雨等極端天氣下，污水流量驟增，超出污水處理廠的處理能力，致使未經(jīng)充分處理的污水直接排放至環(huán)境中，對水體造成嚴(yán)重污染。針對此問題，污水處理廠需加強(qiáng)預(yù)警機(jī)制建設(shè)，通過實時監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析，提前預(yù)判溢流風(fēng)險，并采取有效措施予以應(yīng)對，如增設(shè)調(diào)蓄池、優(yōu)化排水管網(wǎng)布局等。同時，生化系統(tǒng)運(yùn)行狀況監(jiān)測是污水處理廠運(yùn)營管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。生化處理作為核心工藝，其運(yùn)行效率與穩(wěn)定性直接影響出水水質(zhì)。然而，由于生化系統(tǒng)復(fù)雜多變，易受進(jìn)水水質(zhì)、溫度、pH值等多種因素的影響，監(jiān)測難度大、調(diào)控不及時。因此，污水處理廠需引入更先進(jìn)的監(jiān)測技術(shù)與智能化管理系統(tǒng)，以實現(xiàn)對生化系統(tǒng)的精準(zhǔn)監(jiān)控與高效調(diào)控，確保出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

（二）排水管網(wǎng)

在城市基礎(chǔ)設(shè)施的智能化升級中，排水管網(wǎng)監(jiān)測技術(shù)的提升占據(jù)了舉足輕重的地位。近年來，隨著水位、流量、水質(zhì)等傳感器監(jiān)測技術(shù)不斷完善，以及數(shù)據(jù)采集與傳輸技術(shù)日益成熟，排水管網(wǎng)監(jiān)測工作取得了顯著成效。

傳感器作為排水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的“哨兵”，能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確地捕捉管道內(nèi)的各種關(guān)鍵參數(shù)。水位傳感器精準(zhǔn)反饋水位變化，為防洪排澇決策提供有力支持；流量傳感器通過測量水流速度，揭示排水管網(wǎng)的真實運(yùn)行狀態(tài)；而水質(zhì)傳感器則實時監(jiān)測水質(zhì)指標(biāo)，確保排水質(zhì)量始終符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。這些傳感器的廣泛應(yīng)用，不僅顯著提升了排水管網(wǎng)監(jiān)測的準(zhǔn)確性和時效性，更為城市管理者提供了翔實、可靠的數(shù)據(jù)支撐。在數(shù)據(jù)采集與傳輸方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展使得排水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸更迅速、準(zhǔn)確。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，傳感器采集到的數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r傳輸至監(jiān)測中心，實現(xiàn)對排水管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。同時，數(shù)據(jù)的存儲和處理也變得更加高效、便捷，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和預(yù)警提供了堅實基礎(chǔ)。

隨著全球氣候變暖加劇，極端天氣事件頻發(fā)，城市內(nèi)澇已成為許多城市面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。面對這一挑戰(zhàn)，人們發(fā)現(xiàn)既有預(yù)測預(yù)警技術(shù)手段尚存不足。為了有效應(yīng)對城市內(nèi)澇，需要依靠更加先進(jìn)的預(yù)測預(yù)警技術(shù)，并結(jié)合對歷史數(shù)據(jù)的深度處理和分析。通過安裝高精度、實時性強(qiáng)的水位、流量和水質(zhì)傳感器，可以實時監(jiān)測城市排水管網(wǎng)和關(guān)鍵區(qū)域的水情變化，捕捉微小的水位波動和流量變化，為內(nèi)澇防控提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。同時，結(jié)合遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）和氣象雷達(dá)等先進(jìn)手段，可以對城市地表水信息、降雨情況進(jìn)行全面監(jiān)測，進(jìn)一步提高預(yù)測的準(zhǔn)確性和時效性。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能算法，可以對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和關(guān)聯(lián)分析，揭示出內(nèi)澇與降雨量、排水管網(wǎng)、地形地貌等因素之間的復(fù)雜關(guān)系，為城市內(nèi)澇的精準(zhǔn)預(yù)測和及時預(yù)警提供有力支持。

（三）流域水資源監(jiān)測

流域水資源監(jiān)測在水資源管理中發(fā)揮著基礎(chǔ)性的作用。該監(jiān)測工作主要依靠流域內(nèi)的水文觀測站和遙感技術(shù)來完成，利用多種技術(shù)可實時獲得河流、湖泊和水庫的水量、水質(zhì)信息。水文監(jiān)控著重于監(jiān)測降雨、蒸發(fā)和徑流等核心指標(biāo)。當(dāng)前，氣象監(jiān)測、自動雨量計等技術(shù)都能提供瞬時氣象數(shù)據(jù)。但在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，裝備不完善、數(shù)據(jù)傳輸困難等問題仍是提高監(jiān)測準(zhǔn)確率的主要障礙。水質(zhì)監(jiān)測方法包括自動化監(jiān)測站、現(xiàn)場實際監(jiān)測及實驗室分析等，這些方法均能實時監(jiān)測水中的主要污染指標(biāo)，如溶解氧和COD等。

近年來，源廠聯(lián)網(wǎng)一體化多層次監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，它將遙感技術(shù)、自動化監(jiān)控設(shè)備及數(shù)據(jù)分析工具有機(jī)地結(jié)合在一起，為流域綜合實時監(jiān)測提供了一種創(chuàng)新解決思路。然而，不同監(jiān)測系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象以及缺乏一致性調(diào)度策略制約著管理效能。今后，智能化、集成化以及動態(tài)化將是流域水資源監(jiān)測技術(shù)發(fā)展的主要趨勢。