Приложение и практика на радарни разходомери в Южна Корея

1. Въведение: Предизвикателства и нужди при хидрологичния мониторинг в Южна Корея

Топографията на Южна Корея е предимно планинска, с къси реки и бързи дебити. Под влияние на мусонния климат, концентрираните обилни летни валежи лесно предизвикват внезапни наводнения. Традиционните контактни разходомери (напр. токомери с импелно колело) лесно се повреждат по време на наводнения, което затруднява събирането на данни и създава високи рискове за персонала по поддръжката. Освен това Южна Корея има строги изисквания за управление на водните ресурси и опазване на качеството на водата в големи басейни като река Хан и река Накдонг. Следователно, има спешна нужда от технология за мониторинг на потока, която да позволява всесезонна, автоматизирана, високопрецизна и безопасна работа. Хидрологичните радарни разходомери се очертават като идеално решение в този контекст.

2. Технически предимства на хидроложките радарни разходомери

Хидроложките радарни разходомери, особено системите, използващи радар за повърхностна скорост (SVR), комбиниран с измервателен уред за нивото на водата за изчисляване на дебита, извличат основното си предимство от безконтактното измерване.

1. Безопасност и надеждност: Оборудването, инсталирано над мостове или речни брегове, остава напълно незасегнато от наводнения, отломки или лед, което гарантира оцеляването на оборудването и непрекъснатостта на данните при екстремни метеорологични условия.
2. Лесна поддръжка: Липсата на необходимост от работа във вода значително намалява разходите за поддръжка и рисковете за персонала.
3. Висока точност и бърза реакция: Радарните лъчи могат точно да улавят фините промени в скоростта на повърхностните води, с висока честота на актуализиране на данните (до минута), осигурявайки критична подкрепа за предупреждения за наводнения в реално време.
4. Многофункционална интеграция: Съвременните радарни разходомери често са интегрирани с радари за нивото на водата, дъждомери и др., образувайки цялостни, „всичко в едно“ станции за хидрологичен мониторинг.

Изчисляването на потока обикновено използва „Метода на скоростта и площта“:Поток = Средна скорост на повърхността × Площ на напречното сечение × КоефициентРадарът измерва скоростта на повърхността, сензорът за нивото на водата определя площта на напречното сечение, а потокът се изчислява след калибриране с помощта на емпиричен коефициент.

3. Специфични случаи на приложение в Южна Корея

Случай 1: Градска система за предупреждение за наводнения на река Хан в Сеул

• Предистория: Река Хан тече през гъсто населената и икономически жизненоважна столица Сеул. Осигуряването на безопасността на крайречните диги по време на наводнения е от първостепенно значение.
• Приложение: На няколко големи моста, пресичащи река Хан (напр. моста Мапо, моста Ханганг), бяха инсталирани радарни станции за наблюдение на потока. Радарните сензори са насочени към речната повърхност под моста, като непрекъснато измерват скоростта на повърхността.
• Резултати:
  • Предупреждение в реално време: Когато проливният дъжд нагоре по течението причини рязко увеличение на скоростта, системата незабавно изпраща сигнали до Столичното управление на Сеул и Центъра за предотвратяване на бедствия, като по този начин осигурява решаващо време за започване на аварийни действия и евакуация на жителите в ниско разположените райони.
  • Интегриране на данни: Данните за скоростта се интегрират с данни за дебита от резервоарите нагоре по течението и данни за валежите, като по този начин се изграждат по-точни хидрологични модели и се подобрява прецизността на прогнозите за наводнения.
  • Осигуряване на безопасност: Елиминира необходимостта персоналът да извършва опасни ръчни измервания в реките по време на наводнения.

Случай 2: Разпределение на водните ресурси за селското стопанство в долното течение на река Накдонг

• Предистория: Река Накдонг е най-дългата река в Южна Корея, а долният ѝ басейн е ключов земеделски район. Прецизното разпределение на водата е от решаващо значение за напояването.
• Приложение: Радарни разходомери бяха разположени в близост до големи напоителни водоприемници и отклонителни шлюзове, за да се следи потокът в реално време, влизащ в различни напоителни канали.
• Резултати:
  • Прецизно разпределение на водата: Агенциите за управление на водните ресурси могат да използват точните данни от радарните разходомери, за да контролират дистанционно отварянето на шлюзовете, постигайки разпределение на водата въз основа на търсенето и намалявайки разхищението.
  • Разрешаване на спорове: Осигурява обективни, непроменими данни за дебита, ефективно разрешавайки спорове за ползване на вода между различни региони или земеделски кооперации.
  • Дългосрочно планиране: Натрупва дългосрочни, непрекъснати данни за потока, осигурявайки научна основа за анализ на водоснабдяването и търсенето и дългосрочно планиране.

Случай 3: Мониторинг на екологичния поток в малки планински водосборни басейни

• Контекст: Южна Корея набляга на екологичната защита, като законите изискват поддържането на основни екологични потоци за поддържане на здравето на водната екосистема.
• Приложение: В отдалечени, планински малки водосборни басейни бяха инсталирани интегрирани радарни станции за мониторинг на потока, захранвани от слънчева енергия.
• Резултати:
  • Безпилотен мониторинг: Използването на ниската консумация на енергия от радарното оборудване и слънчевата енергия позволява дългосрочна безпилотна работа в райони без електричество от мрежата.
  • Екологична оценка: Непрекъснато наблюдаваните данни за дебита оценяват спазването на законовите минимални екологични изисквания за дебит, като по този начин подпомагат вземането на решения за експлоатация на язовири и опазване на водните ресурси.
  • Изследвания за опазване на водите и почвите: Предоставят ценни данни за изучаване на въздействието на горската покривка и промените в земеползването върху хидрологията на водосборния басейн.

4. Предизвикателства и бъдещи перспективи

Въпреки значителния успех в Южна Корея, радарните разходомери са изправени пред някои предизвикателства:

• Калибриране на точността: Точността на измерването може да изисква по-сложни алгоритми за калибриране в случаи на неправилни напречни сечения на каналите или прекомерни повърхностни отломки.
• Цена: Първоначалната инвестиция за висококачествени радарни разходомери е сравнително висока, въпреки че те предлагат предимства по отношение на общите разходи за жизнения цикъл (като се има предвид поддръжката и безопасността).

Бъдещите тенденции за хидроложки радарни разходомери в Южна Корея ще се фокусират върху:

1. Интеграция с изкуствен интелект (ИИ): Използване на разпознаване на изображения с ИИ, за да се подпомогне радара при оценката на условията на потока, идентифицирането на отломки и дори автоматичното коригиране на грешки в измерването, което допълнително подобрява точността и интелигентността.
2. Интеграция с Интернет на нещата (IoT): Свързване на всички мониторингови станции към унифицирана IoT платформа за съхранение, анализ и визуализация на данни в облак, изграждане на системи „Smart River“.
3. Многотехнологично сливане на сензори: Комбиниране на радарни данни с информация от други технологии, като видеонаблюдение и проучвания с дронове, за създаване на всеобхватна, многоизмерна мрежа за хидрологичен мониторинг.

5. Заключение

Хидроложките радарни разходомери, 凭借其卓越的技术特性 (разчитайки на своите изключителни технически характеристики), перфектно отговарят на високите изисквания на Южна Корея за безопасност, възможности за работа в реално време и автоматизация в хидрологичния мониторинг. Чрез успешни практики в предупреждението за наводнения, управлението на водните ресурси и екологичната защита, тази технология се превърна в неразделна част от съвременната хидроложка инфраструктура на Южна Корея. С развитието на технологиите, радарните разходомери несъмнено ще играят още по-важна роля за осигуряване на водната сигурност на Южна Корея и насърчаване на устойчивото използване на водните ресурси. Опитът от тяхното приложение предоставя ценна справка и за други страни и региони, изправени пред подобни предизвикателства.

Пълен комплект сървъри и софтуерен безжичен модул, поддържа RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

За повече информация относно радарния сензор за поток информация,

Моля, свържете се с Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

Уебсайт на компанията:www.hondetechco.com

Тел.: +86-15210548582