Позадина пројекта
Југоисточна Азија, коју карактерише тропска монсунска клима, сваке године се суочава са озбиљним поплавама током кишне сезоне. Користећи „басејн реке Чао Праја“ у репрезентативној земљи као пример, овај басен протиче кроз најгушће насељен и економски развијен главни град и околне регионе. Историјски гледано, међусобно деловање изненадних бујичних киша, брзог отицања из узводних планинских подручја и преплављивања градова учинило је традиционалне, ручне и на искуству засноване методе хидролошког праћења неадекватним, што је често довело до неблаговремених упозорења, значајне материјалне штете, па чак и жртава.
Да би се прешло са овог реактивног приступа, национални одељење за водне ресурсе, у сарадњи са међународним партнерима, покренуло је пројекат „Интегрисани систем за праћење поплава и рано упозоравање за слив реке Чао Праја“. Циљ је био успостављање модерног система за контролу поплава у реалном времену, прецизног и ефикасног, користећи интернет ствари, сензорску технологију и анализу података.
Основне технологије и примене сензора
Систем интегрише различите напредне сензоре, формирајући „очи и уши“ перцептивног слоја.
1. Кишомер са превртањем канте – „стражар на првој линији фронта“ за порекло поплава
- Локације примене: Широко примењене у узводним планинским подручјима, шумским резерватима, акумулацијама средње величине и кључним сливним подручјима на урбаној периферији.
- Функција и улога:
- Праћење падавина у реалном времену: Прикупља податке о падавинама сваког минута, са тачношћу од 0,1 мм. Подаци се преносе у реалном времену у централни контролни центар путем GPRS/4G/сателитске комуникације.
- Упозорење на олују: Када кишомер забележи изузетно висок интензитет падавина у кратком периоду (нпр. преко 50 мм у једном сату), систем аутоматски покреће почетно упозорење, што указује на ризик од бујичних поплава или брзог отицања у том подручју.
- Фузија података: Подаци о падавинама су један од најкритичнијих улазних параметара за хидролошке моделе, који се користе за предвиђање количине отицања у реке и времена доласка врхунаца поплава.
2. Радарски мерач протока – „монитор пулса“ реке
- Локације распоређивања: Инсталиране на свим главним речним каналима, кључним ушћима притока, низводно од акумулација и на критичним мостовима или торњевима на улазима у град.
- Функција и улога:
- Мерење брзине без контакта: Користи принципе рефлексије радарских таласа за прецизно мерење брзине површинске воде, на коју не утичу квалитет воде или садржај седимента, захтевајући мало одржавања.
- Мерење нивоа воде и попречног пресека: У комбинацији са уграђеним сензорима нивоа воде под притиском или ултразвучним мерачима нивоа воде, добија податке о нивоу воде у реалном времену. Користећи унапред учитане податке о топографији попречног пресека речног корита, израчунава брзину протока у реалном времену (м³/с).
- Основни индикатор упозорења: Брзина протока је најдиректнији индикатор за одређивање величине поплаве. Када проток који прати радарски мерач пређе унапред подешене прагове упозорења или опасности, систем активира упозорења на различитим нивоима, купујући кључно време за евакуацију низводно.
3. Сензор померања – „Чувар безбедности“ за инфраструктуру
- Локације примене: Критични насипи, насипне бране, падине и речне обале склоне геотехничким опасностима.
- Функција и улога:
- Праћење здравља конструкција: Користи сензоре померања ГНСС (Глобални навигациони сателитски систем) и инклинометре постављене на лицу места за континуирано праћење померања, слегања и нагиба насипа и косина на милиметарском нивоу.
- Упозорење о лому бране/пуцању: Током поплава, пораст нивоа воде врши огроман притисак на хидрауличне објекте. Сензори померања могу да открију ране, суптилне знаке структурне нестабилности. Ако се брзина промене померања изненада убрза, систем одмах издаје упозорење о структурној безбедности, спречавајући катастрофалне поплаве изазване инжењерским кваровима.
Ток рада система и постигнути резултати
- Прикупљање и пренос података: Стотине сензорских чворова широм базена прикупљају податке сваких 5-10 минута и преносе их у пакетима до центра података у облаку путем IoT мреже.
- Фузија података и анализа модела: Централна платформа прима и интегрише податке из више извора, од кишомера, радарских мерача протока и сензора померања. Ови подаци се уносе у калибрирани спрегнути хидрометеоролошки и хидраулички модел за симулацију и прогнозирање поплава у реалном времену.
- Интелигентно рано упозоравање и подршка одлучивању:
- Сценарио 1: Кишомери у узводним планинама детектују јаку олују; модел одмах предвиђа да ће врхунац поплаве који прелази ниво упозорења стићи до града А за 3 сата. Систем аутоматски шаље упозорење одељењу за спречавање катастрофа града А.
- Сценарио 2: Радарски мерач протока на реци која пролази кроз град Б показује брзо повећање брзине протока у року од једног сата, при чему ниво воде предстоји да пређе насип. Систем активира црвено упозорење и издаје хитне налоге за евакуацију становницима реке путем мобилних апликација, друштвених медија и хитних емисија.
- Сценарио 3: Сензори померања на старом делу насипа у тачки C детектују абнормално кретање, што подстиче систем да означи ризик од урушавања. Командни центар може одмах послати инжењерске тимове за појачање и превентивно евакуисати становнике у зони ризика.
- Резултати пријаве:
- Повећано време упозорења: У поређењу са традиционалним методама, време упозорења о поплавама побољшано је са 2-4 сата на 6-12 сати.
- Побољшана научна ригорозност у доношењу одлука: Научни модели засновани на подацима у реалном времену заменили су нејасне процене засноване на искуству, чинећи одлуке попут рада резервоара и активирања подручја за преусмеравање поплава прецизнијим.
- Смањени губици: У првој сезони поплава након распоређивања система, успешно је управљао двема великим поплавама, за које се процењује да су смањиле директне економске губитке за приближно 30% и постигле нулту бројку жртава.
- Побољшано ангажовање јавности: Путем јавне мобилне апликације, грађани могу да провере информације о падавинама и нивоу воде у реалном времену у својој близини, повећавајући свест јавности о превенцији катастрофа.
Изазови и будући изгледи
- Изазови: Висока почетна инвестиција у систем; покривеност комуникационом мрежом у удаљеним подручјима остаје проблематична; дугорочна стабилност сензора и отпорност на вандализам захтевају континуирано одржавање.
- Будући изгледи: Планови укључују увођење алгоритама вештачке интелигенције ради даљег побољшања тачности прогноза; интеграцију података даљинског снимања сателита ради проширења покривености праћења; и истраживање дубљих веза са системима урбанистичког планирања и пољопривредног коришћења воде како би се изградио отпорнији оквир управљања „паметним речним сливом“.
Резиме:
Ова студија случаја показује како синергијски рад мерача кише са превртањем канте (детектори извора), радарских мерача протока (праћење процеса) и сензора померања (заштита инфраструктуре) гради свеобухватни, вишедимензионални систем за праћење поплава и рано упозоравање – од „неба“ до „тла“, од „извора“ до „структуре“. Ово не само да представља правац модернизације технологије контроле поплава у југоисточној Азији, већ пружа и вредно практично искуство за глобално управљање поплавама у сличним речним сливовима.
Комплетан сет сервера и софтверског бежичног модула, подржава RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Молимо контактирајте Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Веб-сајт компаније:www.hondetechco.com
Тел: +86-15210548582
Време објаве: 29. септембар 2025.