Pozadina projekta
Jugoistočna Azija, koju karakteriše tropska monsunska klima, suočava se s ozbiljnim prijetnjama poplavama svake godine tokom kišne sezone. Koristeći "sliv rijeke Chao Phraya" kao primjer u reprezentativnoj zemlji, ovaj sliv protiče kroz najgušće naseljeni i ekonomski razvijeni glavni grad i okolne regije. Historijski gledano, međudjelovanje iznenadnih bujičnih kiša, brzog otjecanja iz uzvodnih planinskih područja i preplavljivanja gradova učinilo je tradicionalne, ručne i na iskustvu zasnovane metode hidrološkog praćenja neadekvatnim, što je često dovodilo do neblagovremenih upozorenja, značajne materijalne štete, pa čak i žrtava.
Kako bi se prešlo s ovog reaktivnog pristupa, nacionalni odjel za vodne resurse, u saradnji s međunarodnim partnerima, pokrenuo je projekat „Integrirani sistem za praćenje poplava i rano upozoravanje za sliv rijeke Chao Phraya“. Cilj je bio uspostaviti tačan i efikasan moderni sistem kontrole poplava u realnom vremenu, koristeći IoT, senzorsku tehnologiju i analitiku podataka.
Osnovne tehnologije i primjene senzora
Sistem integriše različite napredne senzore, formirajući "oči i uši" percepcijskog sloja.
1. Mjerač kiše s nagibnom kantom – „Prvi stražar“ za uzroke poplava
- Lokacije primjene: Široko rasprostranjena u uzvodnim planinskim područjima, šumskim rezervatima, akumulacijama srednje veličine i ključnim slivnim područjima na urbanoj periferiji.
- Funkcija i uloga:
- Praćenje padavina u realnom vremenu: Prikuplja podatke o padavinama svake minute, sa tačnošću od 0,1 mm. Podaci se prenose u realnom vremenu u centralni kontrolni centar putem GPRS/4G/satelitske komunikacije.
- Upozorenje na oluju: Kada kišomjer zabilježi izuzetno jake padavine u kratkom periodu (npr. preko 50 mm u jednom satu), sistem automatski aktivira početno upozorenje, što ukazuje na rizik od bujičnih poplava ili brzog oticanja u tom području.
- Fuzija podataka: Podaci o padavinama su jedan od najvažnijih ulaznih parametara za hidrološke modele, koji se koriste za predviđanje količine oticanja u rijeke i vremena dolaska vrhunaca poplava.
2. Radarski mjerač protoka – „Monitor pulsa“ rijeke
- Lokacije postavljanja: Instalirane na svim glavnim riječnim kanalima, ključnim ušćima pritoka, nizvodno od akumulacija i na ključnim mostovima ili tornjevima na ulazima u grad.
- Funkcija i uloga:
- Beskontaktno mjerenje brzine: Koristi principe refleksije radarskih talasa za precizno mjerenje brzine površinske vode, na koju ne utiče kvalitet vode ili sadržaj sedimenta, te zahtijeva malo održavanja.
- Mjerenje nivoa vode i poprečnog presjeka: U kombinaciji s ugrađenim senzorima nivoa vode pod pritiskom ili ultrazvučnim mjeračima nivoa vode, dobija podatke o nivou vode u realnom vremenu. Koristeći unaprijed učitane podatke o topografiji poprečnog presjeka riječnog korita, izračunava brzinu protoka u realnom vremenu (m³/s).
- Osnovni indikator upozorenja: Brzina protoka je najdirektniji indikator za određivanje magnitude poplave. Kada protok koji prati radarski mjerač premaši unaprijed postavljene pragove upozorenja ili opasnosti, sistem aktivira upozorenja na različitim nivoima, kupujući ključno vrijeme za evakuaciju nizvodno.
3. Senzor pomaka – „Čuvar sigurnosti“ za infrastrukturu
- Lokacije postavljanja: Kritični nasipi, nasipne brane, padine i riječne obale sklone geotehničkim opasnostima.
- Funkcija i uloga:
- Praćenje stanja konstrukcija: Koristi GNSS (Globalni navigacijski satelitski sistem) senzore pomjeranja i inklinometre postavljene na licu mjesta za kontinuirano praćenje pomjeranja, slijeganja i nagiba nasipa i padina na milimetarskom nivou.
- Upozorenje na pucanje brane/pucanje: Tokom poplava, porast nivoa vode vrši ogroman pritisak na hidraulične konstrukcije. Senzori pomjeranja mogu otkriti rane, suptilne znakove strukturne nestabilnosti. Ako se brzina promjene pomjeranja naglo ubrza, sistem odmah izdaje upozorenje o strukturnoj sigurnosti, sprječavajući katastrofalne poplave uzrokovane inženjerskim kvarovima.
Tok rada sistema i postignuti rezultati
- Prikupljanje i prenos podataka: Stotine senzorskih čvorova širom bazena prikupljaju podatke svakih 5-10 minuta i prenose ih u paketima u data centar u oblaku putem IoT mreže.
- Fuzija podataka i analiza modela: Centralna platforma prima i integriše podatke iz više izvora, od kišomjera, radarskih mjerača protoka i senzora pomaka. Ovi podaci se unose u kalibrirani, povezani hidrometeorološki i hidraulički model za simulaciju i prognoziranje poplava u realnom vremenu.
- Inteligentno rano upozoravanje i podrška odlučivanju:
- Scenario 1: Mjerači padavina u uzvodnim planinama detektuju jaku oluju; model odmah predviđa da će vrhunac poplave koji prelazi nivo upozorenja dostići Grad A za 3 sata. Sistem automatski šalje upozorenje odjelu za prevenciju katastrofa Grada A.
- Scenarij 2: Radarski mjerač protoka na rijeci koja prolazi kroz grad B pokazuje nagli porast protoka u roku od sat vremena, pri čemu nivo vode pred prelivanjem nasipa. Sistem aktivira crveno upozorenje i izdaje hitne naredbe za evakuaciju stanovnicima obale rijeke putem mobilnih aplikacija, društvenih mreža i hitnih emitiranja.
- Scenario 3: Senzori pomjeranja na starom dijelu nasipa u tački C detektuju abnormalno kretanje, što navodi sistem da označi rizik od urušavanja. Komandni centar može odmah poslati inženjerske timove za pojačanje i preventivno evakuisati stanovnike u zoni rizika.
- Rezultati prijave:
- Produženo vrijeme upozorenja: U poređenju s tradicionalnim metodama, vrijeme upozorenja o poplavi poboljšano je sa 2-4 sata na 6-12 sati.
- Poboljšana naučna rigoroznost u donošenju odluka: Naučni modeli zasnovani na podacima u realnom vremenu zamijenili su fuzzy procjenu zasnovanu na iskustvu, čineći odluke poput rada rezervoara i aktiviranja područja za preusmjeravanje poplava preciznijim.
- Smanjeni gubici: U prvoj sezoni poplava nakon implementacije sistema, uspješno je upravljao dva velika poplavna događaja, za koje se procjenjuje da su smanjili direktne ekonomske gubitke za približno 30% i postigli nultu stopu žrtava.
- Poboljšano angažovanje javnosti: Putem javne mobilne aplikacije, građani mogu provjeriti informacije o padavinama i nivou vode u realnom vremenu u svojoj blizini, povećavajući javnu svijest o prevenciji katastrofa.
Izazovi i budući izgledi
- Izazovi: Visoka početna investicija u sistem; 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 kako bi se dodatno poboljšala tačnost prognoza; integraciju podataka daljinskog istraživanja sa satelita kako bi se proširila pokrivenost praćenjem; i istraživanje dubljih veza sa sistemima urbanog planiranja i poljoprivrednog korištenja vode kako bi se izgradio otporniji okvir upravljanja „Pametnim riječnim slivom“.
Sažetak:
Ova studija slučaja pokazuje kako sinergijski rad mjerača kiše tipa Tipping Bucket (detektori izvora), radarskih mjerača protoka (praćenje procesa) i senzora pomaka (zaštitna infrastruktura) gradi sveobuhvatan, višedimenzionalni sistem za praćenje poplava i rano upozoravanje - od "neba" do "tla", od "izvora" do "strukture". Ovo 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 kompanije:www.hondetechco.com
Tel: +86-15210548582
Vrijeme objave: 29. septembar 2025.