История на проекта
Югоизточна Азия, характеризираща се с тропическия си мусонен климат, е изправена пред сериозни заплахи от наводнения ежегодно по време на дъждовния сезон. Използвайки „басейна на река Чао Прая“ в представителна държава като пример, този басейн преминава през най-гъсто населената и икономически развита столица на страната и околните региони. В исторически план взаимодействието на внезапни проливни дъждове, бързо оттичане от планинските райони нагоре по течението и преовлажняване на градовете е направило традиционните, ръчни и основани на опит методи за хидрологичен мониторинг неадекватни, което често е довело до ненавременни предупреждения, значителни материални щети и дори жертви.
За да се откаже от този реактивен подход, националният отдел по водните ресурси, в сътрудничество с международни партньори, стартира проекта „Интегрирана система за мониторинг и ранно предупреждение за наводнения в басейна на река Чао Прая“. Целта беше да се създаде модерна система за контрол на наводненията в реално време, точна и ефикасна, използваща интернет на нещата, сензорни технологии и анализ на данни.
Основни технологии и приложения на сензори
Системата интегрира различни усъвършенствани сензори, образувайки „очите и ушите“ на възприятието.
1. Дъждомер с кофа за накланяне – „Първият страж“ за произхода на наводненията
- Места за разполагане: Широко разположени в планинските райони нагоре по течението, горските резервати, средно големи язовири и ключови водосборни басейни в градската периферия.
- Функция и роля:
- Мониторинг на валежите в реално време: Събира данни за валежите всяка минута, с точност до 0,1 мм. Данните се предават в реално време към централния контролен център чрез GPRS/4G/сателитна комуникация.
- Предупреждение за буря: Когато дъждомер регистрира изключително високоинтензивни валежи за кратък период (например над 50 мм за един час), системата автоматично задейства първоначално предупреждение, което показва риск от внезапни наводнения или бързо оттичане в този район.
- Обединяване на данни: Данните за валежите са едни от най-важните входни параметри за хидроложките модели, използвани за прогнозиране на обема на оттичането в реките и времето на достигане на пиковете на наводненията.
2. Радарен дебитомер – „монитор на пулса“ на реката
- Места за разполагане: Инсталирани по всички основни речни канали, ключови места за сливане на притоци, надолу по течението от язовири и на критични мостове или кули на входовете на града.
- Функция и роля:
- Безконтактно измерване на скоростта: Използва принципите на отражение на радарни вълни за точно измерване на скоростта на повърхностните води, без да се влияе от качеството на водата или съдържанието на седименти, изисквайки ниска поддръжка.
- Измерване на нивото на водата и напречното сечение: В комбинация с вградени сензори за ниво на водата под налягане или ултразвукови измервателни уреди за ниво на водата, той получава данни за нивото на водата в реално време. Използвайки предварително заредени данни за топографията на напречното сечение на речното корито, той изчислява дебита в реално време (m³/s).
- Основен индикатор за предупреждение: Дебитът е най-прекият индикатор за определяне на мащаба на наводнението. Когато потокът, наблюдаван от радарния измервателен уред, надвиши предварително зададените прагове за предупреждение или опасност, системата задейства аларми на различни нива, осигурявайки решаващо време за евакуация надолу по течението.
3. Сензор за изместване – „пазителят на безопасността“ за инфраструктурата
- Места за разполагане: Критични диги, насипни язовири, склонове и речни брегове, предразположени към геотехнически опасности.
- Функция и роля:
- Мониторинг на структурното състояние: Използва сензори за изместване на GNSS (Глобална навигационна спътникова система) и инклинометри на място за непрекъснато наблюдение на изместване, слягане и наклон на диги и склонове с точност до милиметър.
- Предупреждение за разрушаване/скъсване на язовирна стена: По време на наводнения, покачващите се нива на водата оказват огромен натиск върху хидравличните съоръжения. Сензорите за изместване могат да открият ранни, фини признаци на структурна нестабилност. Ако скоростта на промяна на изместването внезапно се ускори, системата незабавно издава предупреждение за структурна безопасност, предотвратявайки катастрофални наводнения, причинени от инженерни повреди.
Работен процес на системата и постигнати резултати
- Събиране и предаване на данни: Стотици сензорни възли в басейна събират данни на всеки 5-10 минути и ги предават в пакети към облачния център за данни чрез IoT мрежа.
- Сливане на данни и анализ на модели: Централната платформа получава и интегрира данни от множество източници - дъждомери, радарни разходомери и сензори за изместване. Тези данни се подават в калибриран свързан хидрометеорологичен и хидравличен модел за симулация и прогнозиране на наводнения в реално време.
- Интелигентно ранно предупреждение и подкрепа за вземане на решения:
- Сценарий 1: Дъждомерите в планините нагоре по течението откриват силна буря; моделът незабавно прогнозира, че пик на наводнение, надвишаващ нивото на предупреждение, ще достигне град А след 3 часа. Системата автоматично изпраща предупреждение до отдела за предотвратяване на бедствия на град А.
- Сценарий 2: Радарният дебитомер на реката, преминаваща през град Б, показва бързо увеличение на дебита в рамките на един час, като нивата на водата са на път да превишат дигата. Системата задейства червен тревога и издава спешни заповеди за евакуация на жителите на крайбрежието чрез мобилни приложения, социални медии и аварийни излъчвания.
- Сценарий 3: Сензори за изместване на стар участък от дига в точка C откриват необичайно движение, което подтиква системата да сигнализира за риск от срутване. Командният център може незабавно да изпрати инженерни екипи за подкрепление и превантивно да евакуира жителите в рисковата зона.
- Резултати от кандидатстването:
- Увеличено време за предварителна подготовка за предупреждение: В сравнение с традиционните методи, времето за предварителна подготовка за предупреждение за наводнение се е подобрило от 2-4 часа на 6-12 часа.
- Подобрена научна прецизност при вземане на решения: Научните модели, базирани на данни в реално време, замениха базираните на опит размити преценки, правейки решения като експлоатацията на резервоара и активирането на зоната за отклоняване на наводнения по-прецизни.
- Намалени загуби: През първия сезон на наводнения след внедряването на системата, тя успешно се справи с две големи наводнения, като се очаква да намали преките икономически загуби с приблизително 30% и да постигне нулеви жертви.
- Подобрено участие на обществеността: Чрез мобилно приложение, гражданите могат да проверяват информация за валежите и нивото на водата в реално време в близост, повишавайки осведомеността на обществеността за предотвратяване на бедствия.
Предизвикателства и бъдещи перспективи
- Предизвикателства: Висока първоначална инвестиция в системата; покритието на комуникационната мрежа в отдалечени райони остава проблематично; дългосрочната стабилност на сензорите и устойчивостта на вандализъм изискват текуща поддръжка.
- Бъдещи перспективи: Плановете включват въвеждане на алгоритми с изкуствен интелект за по-нататъшно подобряване на точността на прогнозите; интегриране на данни от дистанционно наблюдение от спътници за разширяване на обхвата на мониторинга; и проучване на по-дълбоки връзки със системите за градско планиране и селскостопанско използване на водите за изграждане на по-устойчива рамка за управление на „интелигентния речен басейн“.
Резюме:
Това казус показва как синергичното действие на дъждомери с накланяща се кофа (отчитащи източника), радарни разходомери (мониторинг на процеса) и сензори за изместване (защита на инфраструктурата) изгражда цялостна, многоизмерна система за наблюдение и ранно предупреждение за наводнения – от „небето“ до „земята“, от „източника“ до „структурата“. Това не само представлява посоката на модернизация на технологиите за контрол на наводненията в Югоизточна Азия, но и предоставя ценен практически опит за глобално управление на наводненията в подобни речни басейни.
Пълен комплект сървъри и софтуерен безжичен модул, поддържа RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Моля, свържете се с Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Уебсайт на компанията:www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Време на публикуване: 29 септември 2025 г.