Pozadina projekta
Jugoistočna Azija, koju karakterizira tropska monsunska klima, suočava se s ozbiljnim poplavama svake godine tijekom kišne sezone. Koristeći "sliv rijeke Chao Phraya" kao primjer u reprezentativnoj zemlji, ovaj sliv teče kroz najgušće naseljeni i ekonomski najrazvijeniji glavni grad i okolne regije. Povijesno gledano, međudjelovanje iznenadnih bujičnih kiša, brzog otjecanja iz uzvodnih planinskih područja i preplavljivanja gradova učinilo je tradicionalne, ručne i na iskustvu temeljene metode hidrološkog praćenja neadekvatnima, što je često dovodilo do nepravovremenih upozorenja, značajne materijalne štete, pa čak i žrtava.
Kako bi se prešlo s ovog reaktivnog pristupa, nacionalni odjel za vodne resurse, u suradnji s međunarodnim partnerima, pokrenuo je projekt „Integrirani sustav za praćenje poplava i rano upozoravanje za sliv rijeke Chao Phraya“. Cilj je bio uspostaviti točan i učinkovit moderni sustav kontrole poplava u stvarnom vremenu koji koristi IoT, senzorsku tehnologiju i analizu podataka.
Osnovne tehnologije i primjene senzora
Sustav integrira različite napredne senzore, tvoreći „oči i uši“ percepcijskog sloja.
1. Mjerač kiše s nagibnom kantom – „Prva crta“ za uzroke poplava
- Mjesta primjene: Široko raspoređuju se u uzvodnim planinskim područjima, šumskim rezervatima, akumulacijama srednje veličine i ključnim slivnim područjima na urbanoj periferiji.
- Funkcija i uloga:
- Praćenje oborina u stvarnom vremenu: Prikuplja podatke o oborinama svake minute, s točnošću od 0,1 mm. Podaci se prenose u stvarnom vremenu u središnji kontrolni centar putem GPRS/4G/satelitske komunikacije.
- Upozorenje na oluju: Kada kišomjer zabilježi izuzetno jake oborine u kratkom razdoblju (npr. preko 50 mm u jednom satu), sustav automatski aktivira početno upozorenje, što ukazuje na rizik od bujičnih poplava ili brzog otjecanja u tom području.
- Fuzija podataka: Podaci o oborinama jedan su od najvažnijih ulaznih parametara za hidrološke modele, koji se koriste za predviđanje količine otjecanja u rijeke i vremena dolaska vrhunaca poplava.
2. Radarski mjerač protoka – riječni „monitor pulsa“
- Mjesta postavljanja: Instalirano na svim glavnim riječnim kanalima, ključnim ušćima pritoka, nizvodno od akumulacijskih jezera i na ključnim mostovima ili tornjevima na ulazima u grad.
- Funkcija i uloga:
- Beskontaktno mjerenje brzine: Koristi principe refleksije radarskih valova za precizno mjerenje brzine površinske vode, na koju ne utječu kvaliteta vode ili sadržaj sedimenta, te zahtijeva malo održavanja.
- Mjerenje razine vode i presjeka: U kombinaciji s ugrađenim senzorima razine vode pod tlakom ili ultrazvučnim mjeračima razine vode, dobiva podatke o razini vode u stvarnom vremenu. Koristeći unaprijed učitane podatke o topografiji presjeka riječnog korita, izračunava brzinu protoka u stvarnom vremenu (m³/s).
- Ključni pokazatelj upozorenja: Brzina protoka najizravniji je pokazatelj za određivanje magnitude poplave. Kada protok koji prati radarski mjerač premaši unaprijed postavljene pragove upozorenja ili opasnosti, sustav aktivira upozorenja na različitim razinama, kupujući ključno vrijeme za evakuaciju nizvodno.
3. Senzor pomaka – „čuvar sigurnosti“ za infrastrukturu
- Mjesta postavljanja: Kritični nasipi, nasipne brane, padine i riječne obale sklone geotehničkim opasnostima.
- Funkcija i uloga:
- Praćenje stanja konstrukcija: Koristi senzore pomaka GNSS-a (Globalni navigacijski satelitski sustav) i inklinometre postavljene na licu mjesta za kontinuirano praćenje pomaka, slijeganja i nagiba nasipa i padina na milimetarskoj razini.
- Upozorenje na pucanje brane/pucanje: Tijekom poplava, porast razine vode vrši ogroman pritisak na hidraulične konstrukcije. Senzori pomaka mogu otkriti rane, suptilne znakove strukturne nestabilnosti. Ako se brzina promjene pomaka naglo ubrza, sustav odmah izdaje upozorenje o strukturnoj sigurnosti, sprječavajući katastrofalne poplave uzrokovane inženjerskim greškama.
Tijek rada sustava i postignuti rezultati
- Prikupljanje i prijenos podataka: Stotine senzorskih čvorova diljem bazena prikupljaju podatke svakih 5-10 minuta i prenose ih u paketima u podatkovni centar u oblaku putem IoT mreže.
- Fuzija podataka i analiza modela: Središnja platforma prima i integrira podatke iz više izvora s mjerača kiše, radarskih mjerača protoka i senzora pomaka. Ti se podaci unose u kalibrirani povezani hidrometeorološki i hidraulički model za simulaciju i predviđanje poplava u stvarnom vremenu.
- Inteligentno rano upozorenje i podrška odlučivanju:
- Scenarij 1: Mjerači kiše u uzvodnim planinama detektiraju jaku oluju; model odmah predviđa da će vrhunac poplave koji prelazi razinu upozorenja dosegnuti Grad A za 3 sata. Sustav automatski šalje upozorenje odjelu za sprječavanje katastrofa Grada A.
- Scenarij 2: Radarski mjerač protoka na rijeci koja prolazi kroz grad B pokazuje nagli porast protoka unutar sat vremena, s vodostajem koji će uskoro preći nasip. Sustav aktivira crveno upozorenje i izdaje hitne naredbe za evakuaciju stanovnicima uz rijeku putem mobilnih aplikacija, društvenih mreža i hitnih obavijesti.
- Scenarij 3: Senzori pomaka na starom dijelu nasipa u točki C detektiraju abnormalno kretanje, što potiče sustav da označi rizik od urušavanja. Zapovjedni centar može odmah poslati inženjerske timove za pojačanje i preventivno evakuirati stanovnike u zoni rizika.
- Rezultati prijave:
- Produženo vrijeme upozorenja: U usporedbi s tradicionalnim metodama, vrijeme upozorenja o poplavi poboljšano je s 2-4 sata na 6-12 sati.
- Poboljšana znanstvena rigoroznost u donošenju odluka: Znanstveni modeli temeljeni na podacima u stvarnom vremenu zamijenili su nejasne prosudbe temeljene na iskustvu, čineći odluke poput rada rezervoara i aktiviranja područja za preusmjeravanje poplava preciznijima.
- Smanjeni gubici: U prvoj sezoni poplava nakon uvođenja sustava, uspješno je upravljao dvjema velikim poplavama, za koje se procjenjuje da su smanjile izravne ekonomske gubitke za otprilike 30% i postigle nula žrtava.
- Poboljšano uključivanje javnosti: Putem javne mobilne aplikacije građani mogu provjeravati podatke o oborinama i razini vode u stvarnom vremenu u svojoj blizini, povećavajući javnu svijest o sprječavanju katastrofa.
Izazovi i budući izgledi
- Izazovi: Visoka početna investicija u sustav; pokrivenost komunikacijskom mrežom u udaljenim područjima ostaje problematična; dugoročna stabilnost senzora i otpornost na vandalizam zahtijevaju kontinuirano održavanje.
- Budući izgledi: Planovi uključuju uvođenje algoritama umjetne inteligencije za daljnje poboljšanje točnosti prognoza; integraciju podataka daljinskog istraživanja satelita za proširenje pokrivenosti praćenjem; i istraživanje dubljih veza s urbanističkim planiranjem i sustavima korištenja vode u poljoprivredi kako bi se izgradio otporniji okvir upravljanja „pametnim riječnim slivom“.
Sažetak:
Ova studija slučaja pokazuje kako sinergijski rad mjerača kiše s prevrtanjem kanti (osjećaji izvora), radarskih mjerača protoka (praćenje procesa) i senzora pomaka (zaštitna infrastruktura) gradi sveobuhvatan, višedimenzionalni sustav praćenja i ranog upozoravanja na poplave - od "neba" do "tla", od "izvora" do "strukture". To ne samo da predstavlja smjer modernizacije tehnologije kontrole poplava u jugoistočnoj Aziji, već i pruža vrijedno praktično iskustvo za globalno upravljanje poplavama u sličnim riječnim slivovima.
Kompletan set servera i softverskog bežičnog modula, podržava RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Molimo kontaktirajte Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Web stranica tvrtke:www.hondetechco.com
Tel: +86-15210548582
Vrijeme objave: 29. rujna 2025.