«Չաո Պրայա գետի ավազանում», Հարավարևելյան Ասիա, ջրհեղեղների ինտեգրված մոնիթորինգի և վաղ նախազգուշացման համակարգ

Նախագծի նախապատմություն

Հարավարևելյան Ասիան, որը բնութագրվում է արևադարձային մուսսոնային կլիմայով, ամեն տարի անձրևոտ սեզոնի ընթացքում բախվում է լուրջ ջրհեղեղների սպառնալիքի։ Որպես ներկայացուցչական երկրի օրինակ՝ «Չաո Ֆրայա գետի ավազանը», այս ավազանը հոսում է երկրի ամենախիտ բնակեցված և տնտեսապես զարգացած մայրաքաղաքով և շրջակա շրջաններով։ Պատմականորեն, հանկարծակի տեղատարափ անձրևների, վերին լեռնային տարածքներից արագ հոսքի և քաղաքային ջրհեղեղների փոխազդեցությունը ավանդական, ձեռքով և փորձի վրա հիմնված հիդրոլոգիական մոնիթորինգի մեթոդները դարձրել է անբավարար, հաճախ հանգեցնելով անժամանակ նախազգուշացումների, զգալի գույքային վնասների և նույնիսկ զոհերի։

Այս ռեակտիվ մոտեցումից անցնելու համար ազգային ջրային ռեսուրսների վարչությունը, միջազգային գործընկերների հետ համագործակցությամբ, մեկնարկեց «Չաո Պրայա գետի ավազանի համար ինտեգրված ջրհեղեղների մոնիթորինգի և վաղ նախազգուշացման համակարգ» նախագիծը: Նպատակն էր ստեղծել իրական ժամանակում, ճշգրիտ և արդյունավետ ժամանակակից ջրհեղեղների կառավարման համակարգ՝ օգտագործելով իրերի ինտերնետը, սենսորային տեխնոլոգիաները և տվյալների վերլուծությունը:

Հիմնական տեխնոլոգիաներ և սենսորային կիրառություններ

Համակարգը ինտեգրում է տարբեր առաջադեմ սենսորներ՝ կազմելով ընկալման շերտի «աչքերն ու ականջները»։

1. Անձրևաչափ՝ շուռ տվող դույլով – «առաջնագծի պահապանը» ջրհեղեղի ծագման համար

• Տեղակայման վայրեր՝ լայնորեն տեղակայված է վերին լեռնային տարածքներում, անտառային արգելոցներում, միջին չափի ջրամբարներում և քաղաքային ծայրամասերի հիմնական ջրհավաք ավազաններում։
• Գործառույթ և դեր.
  • Իրական ժամանակում տեղումների մոնիթորինգ. հավաքում է տեղումների տվյալներ ամեն րոպե՝ 0.1 մմ ճշգրտությամբ: Տվյալները իրական ժամանակում փոխանցվում են կենտրոնական կառավարման կենտրոն GPRS/4G/արբանյակային կապի միջոցով:
  • Փոթորկի մասին նախազգուշացում. Երբ անձրևաչափը կարճ ժամանակահատվածում գրանցում է չափազանց բարձր ինտենսիվությամբ տեղումներ (օրինակ՝ մեկ ժամում ավելի քան 50 մմ), համակարգը ավտոմատ կերպով ակտիվացնում է նախնական նախազգուշացումը՝ նշելով այդ տարածքում հանկարծակի ջրհեղեղների կամ արագ հոսքի վտանգի մասին:
  • Տվյալների միաձուլում. Տեղումների տվյալները հիդրոլոգիական մոդելների ամենակարևոր մուտքային պարամետրերից մեկն են, որոնք օգտագործվում են գետեր հոսքի ծավալը և հեղեղումների գագաթնակետերի ժամանման ժամանակը կանխատեսելու համար։

2. Ռադարային հոսքաչափ – գետի «զարկերակի մոնիտորը»

• Տեղակայման վայրեր՝ Տեղադրված են բոլոր խոշոր գետային հուներում, հիմնական վտակների միախառնման վայրերում, ջրամբարներից ներքև հոսանքն ի վար և քաղաքի մուտքերի մոտ գտնվող կարևորագույն կամուրջների կամ աշտարակների վրա։
• Գործառույթ և դեր.
  • Անհպում արագության չափում. օգտագործում է ռադարային ալիքների արտացոլման սկզբունքները՝ մակերևութային ջրի արագությունը ճշգրիտ չափելու համար, որը չի ազդվում ջրի որակից կամ նստվածքի պարունակությունից և պահանջում է քիչ սպասարկում։
  • Ջրի մակարդակի և լայնական հատույթի չափում. ներկառուցված ճնշման ջրի մակարդակի սենսորների կամ ուլտրաձայնային ջրի մակարդակի չափիչների հետ համատեղ, այն ստանում է ջրի մակարդակի իրական ժամանակի տվյալներ: Օգտագործելով նախապես բեռնված գետի հունի լայնական հատույթի տեղագրական տվյալները, այն հաշվարկում է իրական ժամանակի հոսքի արագությունը (մ³/վ):
  • Հիմնական նախազգուշացման ցուցիչ. Հոսքի արագությունը ջրհեղեղի ուժգնությունը որոշելու ամենաուղղակի ցուցիչն է: Երբ ռադարային չափիչի կողմից վերահսկվող հոսքը գերազանցում է նախապես սահմանված նախազգուշացման կամ վտանգի շեմերը, համակարգը տարբեր մակարդակներում ազդանշաններ է տալիս՝ կարևոր ժամանակ շահելով հոսանքն ի վար տարհանման համար:

3. Տեղաշարժի սենսոր – ենթակառուցվածքների «անվտանգության պահապանը»

• Տեղակայման վայրեր՝ կրիտիկական ամբարտակներ, ափամերձ ամբարտակներ, լանջեր և գետափեր, որոնք հակված են գեոտեխնիկական վտանգների։
• Գործառույթ և դեր.
  • Կառուցվածքային առողջության մոնիթորինգ. օգտագործում է GNSS (Գլոբալ նավիգացիոն արբանյակային համակարգ) տեղաշարժի սենսորներ և տեղում տեղադրված թեքաչափեր՝ ամբարտակների և լանջերի միլիմետրային մակարդակի տեղաշարժը, նստվածքը և թեքությունը անընդհատ մոնիթորինգի ենթարկելու համար։
  • Ամբարտակի/փլուզման նախազգուշացում. Ջրհեղեղների ժամանակ ջրի մակարդակի բարձրացումը հսկայական ճնշում է գործադրում հիդրավլիկ կառույցների վրա: Տեղաշարժի սենսորները կարող են հայտնաբերել կառուցվածքային անկայունության վաղ, աննշան նշաններ: Եթե տեղաշարժի փոփոխության արագությունը հանկարծակի արագանում է, համակարգը անմիջապես տալիս է կառուցվածքային անվտանգության ազդանշան՝ կանխելով ինժեներական խափանումների հետևանքով առաջացած աղետալի ջրհեղեղները:

Համակարգի աշխատանքային հոսքը և ձեռք բերված արդյունքները

1. Տվյալների ձեռքբերում և փոխանցում. ավազանի հարյուրավոր սենսորային հանգույցներ հավաքում են տվյալներ յուրաքանչյուր 5-10 րոպեն մեկ և փաթեթներով փոխանցում դրանք ամպային տվյալների կենտրոն՝ IoT ցանցի միջոցով:
2. Տվյալների միաձուլում և մոդելի վերլուծություն. Կենտրոնական հարթակը ստանում և ինտեգրում է բազմաղբյուր տվյալներ անձրևաչափերից, ռադարային հոսքաչափերից և տեղաշարժի սենսորներից: Այս տվյալները մուտքագրվում են տրամաչափված միացված հիդրոօդերևութաբանական և հիդրավլիկ մոդելի մեջ՝ իրական ժամանակում ջրհեղեղի մոդելավորման և կանխատեսման համար:
3. Խելացի վաղ նախազգուշացում և որոշումների աջակցություն.
   • Սցենար 1. Վերին հոսանքի լեռներում անձրևաչափերը հայտնաբերում են ուժեղ փոթորիկ։ Մոդելը անմիջապես կանխատեսում է, որ ջրհեղեղի գագաթնակետը, որը կգերազանցի նախազգուշացման մակարդակը, կհասնի A քաղաք 3 ժամվա ընթացքում։ Համակարգն ավտոմատ կերպով նախազգուշացում է ուղարկում A քաղաքի աղետների կանխարգելման բաժին։
   • Սցենար 2. B քաղաքով անցնող գետի վրա գտնվող ռադարային հոսքաչափը ցույց է տալիս հոսքի արագ աճ մեկ ժամվա ընթացքում, երբ ջրի մակարդակը գրեթե գերազանցում է ամբարտակը: Համակարգը միացնում է կարմիր տագնապ և գետափնյա բնակիչներին հրատապ տարհանման հրամաններ է տալիս բջջային հավելվածների, սոցիալական ցանցերի և արտակարգ հաղորդագրությունների միջոցով:
   • Սցենար 3. C կետում գտնվող ամբարտակի հին հատվածի տեղաշարժի սենսորները հայտնաբերում են աննորմալ շարժում, ինչը համակարգին ստիպում է ազդարարել փլուզման վտանգի մասին: Հրամանատարական կենտրոնը կարող է անմիջապես ուղարկել ինժեներական խմբեր՝ ուժեղացման համար և նախապես տարհանել ռիսկի գոտու բնակիչներին:
4. Դիմումի արդյունքներ՝
   • Զգուշացման ժամկետի ավելացում. Ավանդական մեթոդների համեմատ, ջրհեղեղի մասին նախազգուշացման ժամկետը 2-4 ժամից բարելավվել է մինչև 6-12 ժամ։
   • Բարելավված որոշումների կայացման գիտական ​​​​ճշգրտություն. իրական ժամանակի տվյալների վրա հիմնված գիտական ​​​​մոդելները փոխարինեցին փորձի վրա հիմնված անորոշ դատողություններին՝ ավելի ճշգրիտ դարձնելով ջրամբարի շահագործման և ջրհեղեղի շրջանցման տարածքի ակտիվացման նման որոշումները։
   • Կորուստների կրճատում. Համակարգի տեղակայումից հետո առաջին ջրհեղեղի սեզոնում այն ​​հաջողությամբ կառավարել է երկու խոշոր ջրհեղեղ, որոնք, գնահատվում է, կրճատել են ուղղակի տնտեսական կորուստները մոտ 30%-ով և զրոյական զոհերի են հասել։
   • Հանրային ներգրավվածության բարելավում. Հանրային բջջային հավելվածի միջոցով քաղաքացիները կարող են իրական ժամանակում ստուգել տեղումների և ջրի մակարդակի մասին տեղեկատվությունը իրենց մոտակայքում, բարձրացնելով հանրային աղետների կանխարգելման իրազեկվածությունը։

Մարտահրավերներ և ապագայի հեռանկարներ

• Խնդիրներ՝ բարձր սկզբնական համակարգային ներդրում, հեռավոր տարածքներում կապի ցանցի ծածկույթը մնում է խնդրահարույց, սենսորների երկարաժամկետ կայունությունը և վանդալիզմի նկատմամբ դիմադրությունը պահանջում են շարունակական սպասարկում։
• Ապագայի հեռանկարներ. Ծրագրերը ներառում են արհեստական ​​բանականության ալգորիթմների ներդրում՝ կանխատեսումների ճշգրտությունը հետագայում բարելավելու համար, արբանյակային հեռազննման տվյալների ինտեգրում՝ մոնիթորինգի ծածկույթը ընդլայնելու համար, և քաղաքային պլանավորման և գյուղատնտեսական ջրօգտագործման համակարգերի հետ ավելի խորը կապերի ուսումնասիրություն՝ ավելի դիմացկուն «Խելացի գետավազանի» կառավարման շրջանակ կառուցելու համար։

Ամփոփում.
Այս ուսումնասիրությունը ցույց է տալիս, թե ինչպես Tipping Bucket անձրևաչափերի (աղբյուրի չափում), ռադարային հոսքաչափերի (գործընթացի մոնիթորինգ) և տեղահանման սենսորների (ենթակառուցվածքների պաշտպանության համար) սիներգետիկ գործունեությունը ստեղծում է համապարփակ, բազմաչափ ջրհեղեղների մոնիթորինգի և վաղ նախազգուշացման համակարգ՝ «երկնքից» մինչև «երկիր», «աղբյուրից» մինչև «կառուցվածք»։ Սա ոչ միայն ներկայացնում է ջրհեղեղների դեմ պայքարի տեխնոլոգիայի արդիականացման ուղղությունը Հարավարևելյան Ասիայում, այլև արժեքավոր գործնական փորձ է տրամադրում նմանատիպ գետավազաններում գլոբալ ջրհեղեղների կառավարման համար։

Սերվերների և ծրագրային անլար մոդուլի ամբողջական հավաքածու, աջակցում է RS485 GPRS /4g/WIFI/LORAWAN-ին

խնդրում ենք կապվել Honde Technology Co., LTD-ի հետ։

Email: info@hondetech.com

Ընկերության կայքէջ՝www.hondetechco.com

Հեռ․՝ +86-15210548582