Contextul proiectului
Asia de Sud-Est, caracterizată printr-un climat tropical musonic, se confruntă anual cu amenințări severe de inundații în timpul sezonului ploios. Folosind „bazinul râului Chao Phraya” ca exemplu reprezentativ, acest bazin curge prin capitala și regiunile înconjurătoare cele mai dens populate și dezvoltate economic ale națiunii. Din punct de vedere istoric, interacțiunea dintre ploile torențiale bruște, scurgerea rapidă din zonele muntoase din amonte și inundațiile urbane a făcut ca metodele tradiționale, manuale și bazate pe experiență de monitorizare hidrologică să fie inadecvate, ceea ce duce adesea la avertizări premature, daune materiale semnificative și chiar victime.
Pentru a trece de la această abordare reactivă, departamentul național pentru resurse de apă, în colaborare cu parteneri internaționali, a lansat proiectul „Sistem integrat de monitorizare și avertizare timpurie a inundațiilor pentru bazinul râului Chao Phraya”. Scopul a fost de a stabili un sistem modern de control al inundațiilor, precis și eficient, în timp real, care să utilizeze IoT, tehnologia senzorilor și analiza datelor.
Tehnologii de bază și aplicații ale senzorilor
Sistemul integrează diverși senzori avansați, formând „ochii și urechile” stratului de percepție.
1. Pluviometru cu cupă basculantă – „Santinela din prima linie” pentru originile inundațiilor
- Locații de desfășurare: Implementate pe scară largă în zonele muntoase din amonte, rezervații forestiere, rezervoare de dimensiuni medii și zone hidrografice cheie de la periferia urbană.
- Funcție și rol:
- Monitorizarea precipitațiilor în timp real: Colectează date despre precipitații în fiecare minut, cu o precizie de 0,1 mm. Datele sunt transmise în timp real către centrul central de control prin comunicații GPRS/4G/satelit.
- Avertizare furtună: Când un pluviometru înregistrează precipitații de intensitate extrem de mare într-o perioadă scurtă de timp (de exemplu, peste 50 mm într-o oră), sistemul declanșează automat o alertă inițială, indicând un risc de inundații fulgerătoare sau scurgeri rapide în zona respectivă.
- Fuziunea datelor: Datele privind precipitațiile reprezintă unul dintre cei mai importanți parametri de intrare pentru modelele hidrologice, utilizați pentru a prezice volumul scurgerilor în râuri și momentul sosirii vârfurilor de inundații.
2. Debitmetru radar – „Monitorul de puls” al râului
- Locații de implementare: Instalate la toate canalele principale ale râurilor, la confluențele afluenților cheie, în aval de rezervoare și pe poduri sau turnuri critice la intrările în oraș.
- Funcție și rol:
- Măsurarea vitezei fără contact: Utilizează principiile reflexiei undelor radar pentru a măsura cu precizie viteza apei de suprafață, neafectată de calitatea apei sau de conținutul de sedimente, necesitând întreținere redusă.
- Măsurarea nivelului apei și a secțiunii transversale: Combinat cu senzori de nivel al apei sub presiune încorporați sau indicatoare cu ultrasunete ale nivelului apei, obține date despre nivelul apei în timp real. Folosind date topografice preîncărcate ale secțiunii transversale a canalului râului, calculează debitul în timp real (m³/s).
- Indicator principal de avertizare: Debitul este cel mai direct indicator pentru determinarea magnitudinii inundației. Când debitul monitorizat de radar depășește pragurile de avertizare sau pericol prestabilite, sistemul declanșează alerte la diferite niveluri, oferind timp crucial pentru evacuarea în aval.
3. Senzor de deplasare – „Gardianul siguranței” pentru infrastructură
- Locații de desfășurare: Diguri critice, baraje de rambleu, pante și maluri predispuse la pericole geotehnice.
- Funcție și rol:
- Monitorizarea stării structurale: Utilizează senzori de deplasare GNSS (Sistem global de navigație prin satelit) și inclinometre la fața locului pentru a monitoriza continuu deplasarea, tasarea și înclinarea la nivel milimetric a digurilor și pantelor.
- Avertizare privind defectarea barajului/ruperilor: În timpul inundațiilor, creșterea nivelului apei exercită o presiune imensă asupra structurilor hidraulice. Senzorii de deplasare pot detecta semne timpurii și subtile de instabilitate structurală. Dacă rata de deplasare se accelerează brusc, sistemul emite imediat o alertă de siguranță structurală, prevenind inundațiile catastrofale cauzate de defecțiuni inginerești.
Fluxul de lucru al sistemului și rezultatele obținute
- Achiziția și transmiterea datelor: Sute de noduri de senzori din bazin colectează date la fiecare 5-10 minute și le transmit în pachete către centrul de date în cloud prin intermediul unei rețele IoT.
- Fuziunea datelor și analiza modelelor: Platforma centrală primește și integrează date din surse multiple de la pluviometre, debitmetre radar și senzori de deplasare. Aceste date sunt introduse într-un model hidrometeorologic și hidraulic cuplat, calibrat, pentru simularea și prognoza inundațiilor în timp real.
- Sistem inteligent de avertizare timpurie și asistență decizională:
- Scenariul 1: Pluviometrele din munții din amonte detectează o furtună puternică; modelul prezice imediat că un vârf de inundație care depășește nivelul de avertizare va ajunge în orașul A în 3 ore. Sistemul trimite automat o avertizare către departamentul de prevenire a dezastrelor din orașul A.
- Scenariul 2: Debitmetrul radar al râului care trece prin orașul B arată o creștere rapidă a debitului în decurs de o oră, nivelul apei fiind pe cale să depășească digul. Sistemul declanșează o alertă roșie și emite ordine de evacuare urgentă pentru locuitorii de pe malul râului prin intermediul aplicațiilor mobile, al rețelelor sociale și al anunțurilor de urgență.
- Scenariul 3: Senzorii de deplasare de pe o secțiune veche a digului din Punctul C detectează mișcări anormale, determinând sistemul să semnaleze un risc de prăbușire. Centrul de comandă poate trimite imediat echipe de ingineri pentru întăriri și poate evacua preventiv locuitorii din zona de risc.
- Rezultate ale aplicației:
- Timp de așteptare crescut pentru avertizări: Comparativ cu metodele tradiționale, timpul de așteptare pentru avertizările de inundații s-a îmbunătățit de la 2-4 ore la 6-12 ore.
- Rigoare științifică sporită în luarea deciziilor: Modelele științifice bazate pe date în timp real au înlocuit judecata neclară bazată pe experiență, ceea ce face ca deciziile precum funcționarea rezervorului și activarea zonei de deviere a inundațiilor să fie mai precise.
- Pierderi reduse: În primul sezon de inundații după implementarea sistemului, acesta a gestionat cu succes două inundații majore, estimându-se că a redus pierderile economice directe cu aproximativ 30% și a obținut zero victime.
- Implicare publică îmbunătățită: Prin intermediul unei aplicații mobile publice, cetățenii pot verifica informații în timp real despre precipitații și nivelul apei din vecinătatea lor, sporind gradul de conștientizare a publicului cu privire la prevenirea dezastrelor.
Provocări și perspective de viitor
- Provocări: Investiții inițiale mari în sistem; acoperirea rețelei de comunicații în zonele îndepărtate rămâne problematică; stabilitatea senzorilor pe termen lung și rezistența la vandalism necesită întreținere continuă.
- Perspective viitoare: Planurile includ introducerea unor algoritmi de inteligență artificială pentru a îmbunătăți și mai mult acuratețea prognozelor; integrarea datelor de teledetecție prin satelit pentru a extinde acoperirea monitorizării; și explorarea unor legături mai profunde cu sistemele de planificare urbană și de utilizare a apei în agricultură pentru a construi un cadru de gestionare a „bazinelor hidrografice inteligente” mai rezilient.
Rezumat:
Acest studiu de caz demonstrează modul în care funcționarea sinergică a pluviometrelor cu cupă basculantă (care detectează sursa), a debitmetrelor radar (care monitorizează procesul) și a senzorilor de deplasare (care protejează infrastructura) construiește un sistem cuprinzător și multidimensional de monitorizare și avertizare timpurie a inundațiilor - de la „cer” la „sol”, de la „sursă” la „structură”. Aceasta nu numai că reprezintă direcția de modernizare a tehnologiei de control al inundațiilor în Asia de Sud-Est, dar oferă și o experiență practică valoroasă pentru gestionarea globală a inundațiilor în bazine hidrografice similare.
Set complet de servere și modul wireless software, suportă RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Vă rugăm să contactați Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Site-ul web al companiei:www.hondetechco.com
Tel: +86-15210548582
Data publicării: 29 septembrie 2025