Південно-Східна Азія, що характеризується тропічним кліматом дощових лісів, частими мусонами та гірською місцевістю, є одним із регіонів, найбільш схильних до гірських повеней у світі. Традиційний одноточковий моніторинг опадів більше не є достатнім для сучасних потреб раннього попередження. Тому вкрай важливо створити інтегровану систему моніторингу та попередження, яка поєднує космічні, небесні та наземні технології. Основою такої системи є: гідрологічні радарні датчики (для макроскопічного моніторингу опадів), дощоміри (для точного калібрування на рівні землі) та датчики переміщення (для моніторингу геологічних умов на місці).
Наведений нижче комплексний приклад застосування ілюструє, як ці три типи датчиків працюють разом.
I. Приклад застосування: Проект раннього попередження про гірські повені та зсуви у водозбірному басейні острова Ява, Індонезія
1. Передумови проекту:
Гірські села в центральній частині острова Ява постійно страждають від сильних мусонних дощів, що призводить до частих гірських повеней та супутніх зсувів, які серйозно загрожують життю, майну та інфраструктурі мешканців. Місцева влада у співпраці з міжнародними організаціями впровадила комплексний проект моніторингу та попередження в типовому невеликому водозбірному басейні регіону.
2. Конфігурація та ролі датчиків:
- «Sky Eye» — гідрологічні радіолокаційні датчики (просторовий моніторинг)
- Роль: Прогнозування макроскопічних трендів та оцінка кількості опадів на водозбірній ділянці.
- Розгортання: У високих точках навколо водозбору було розгорнуто мережу невеликих гідрологічних радарів X-діапазону або C-діапазону. Ці радари сканують атмосферу по всьому водозбору з високою просторово-часовою роздільною здатністю (наприклад, кожні 5 хвилин, сітка 500 м × 500 м), оцінюючи інтенсивність опадів, напрямок руху та швидкість.
- Застосування:
- Радар виявляє інтенсивну хмару опадів, що рухається до водозбору вище за течією, і розраховує, що вона охопить весь водозбір протягом 60 хвилин, з розрахунковою середньою інтенсивністю опадів на площі, що перевищує 40 мм/год. Система автоматично видає попередження 1-го рівня (консультативний сигнал), повідомляючи наземні станції моніторингу та керівний персонал про необхідність підготовки до перевірки даних та реагування на надзвичайні ситуації.
- Дані радара надають карту розподілу опадів по всьому водозбору, точно визначаючи «гарячі точки» з найбільшими опадами, що слугує критично важливими даними для подальших точних попереджень.
- «Наземний орієнтир» — Опадоміри (точковий моніторинг)
- Роль: Збір наземних даних та калібрування радіолокаційних даних.
- Розгортання: Десятки перекидних опадомірів були розміщені по всьому водозбору, зокрема вище за течією від сіл, на різних висотах та в «гарячих точках», визначених радаром. Ці датчики фіксують фактичну кількість опадів на рівні землі з високою точністю (наприклад, 0,2 мм/перекидний ковш).
- Застосування:
- Коли гідрологічний радар видає попередження, система негайно отримує дані в режимі реального часу з опадомірів. Якщо кілька опадомірів підтверджують, що сукупна кількість опадів за останню годину перевищила 50 мм (заздалегідь встановлений поріг), система підвищує рівень сповіщення до 2-го рівня (Попередження).
- Дані опадомірів безперервно передаються до центральної системи для порівняння та калібрування з оцінками радіолокатора, що постійно підвищує точність інверсії радіолокаційних опадів та зменшує кількість хибних тривог і пропущених виявлень. Вони служать «елементарною інформацією» для перевірки радіолокаційних попереджень.
- «Пульс Землі» — датчики зміщення (моніторинг геологічної реакції)
- Роль: Моніторинг фактичної реакції схилу на опади та безпосереднє попередження про зсуви.
- Розгортання: На тілах зсувів високого ризику, виявлених за допомогою геологічних досліджень у межах водозбору, було встановлено серію датчиків переміщення, зокрема:
- Свердловинні інклінометри: встановлюються у свердловинах для контролю незначних зміщень глибоких підземних порід та ґрунту.
- Тріщиноміри/дротяні екстензометри: встановлюються поперек поверхневих тріщин для контролю змін ширини тріщини.
- Станції моніторингу GNSS (Глобальної навігаційної супутникової системи): моніторять зміщення поверхні на міліметровому рівні.
- Застосування:
- Під час сильних опадів опадоміри підтверджують високу інтенсивність опадів. На цьому етапі датчики переміщення надають найважливішу інформацію — стійкість схилу.
- Система виявляє раптове прискорення швидкості зміщень за даними глибокого інклінометра на схилі з високим рівнем ризику, що супроводжується постійним розширенням показників поверхневих тріщиномірів. Це вказує на те, що дощова вода просочилася на схил, утворюється поверхня зсуву та неминучий зсув.
- На основі цих даних про переміщення в режимі реального часу система ігнорує попередження про опади та безпосередньо видає тривогу найвищого рівня 3-го рівня (екстрене сповіщення), повідомляючи мешканців у небезпечній зоні за допомогою трансляцій, SMS та сирен про необхідність негайної евакуації.
II. Спільний робочий процес датчиків
- Фаза раннього попередження (від переддощової до початкової фази опадів): гідрологічний радар спочатку виявляє інтенсивні дощові хмари вище за течією, забезпечуючи раннє попередження.
- Фаза підтвердження та ескалації (під час опадів): Дощоміри підтверджують, що кількість опадів на рівні землі перевищує порогові значення, визначаючи та локалізуючи рівень попередження.
- Фаза критичних дій (перед стихійним лихом): Датчики зміщення виявляють прямі сигнали нестабільності схилу, запускаючи тривогу найвищого рівня про неминуче лихо, купуючи критичні «останні хвилини» для евакуації.
- Калібрування та навчання (протягом усього процесу): Дані опадоміра постійно калібрують радар, а всі дані датчиків записуються для оптимізації майбутніх моделей попередження та порогових значень.
III. Підсумок та проблеми
Цей багатосенсорний інтегрований підхід забезпечує надійну технічну підтримку для вирішення проблеми гірських повеней та зсувів у Південно-Східній Азії.
- Гідрологічний радар відповідає на питання: «Де будуть сильні дощі?», забезпечуючи випередження.
- Дощоміри відповідають на питання: «Скільки насправді випало опадів?», надаючи точні кількісні дані.
- Датчики переміщення відповідають на питання: «Чи збирається земля зрушити з місця?», надаючи прямі докази неминучої катастрофи.
Проблеми включають:
- Високі витрати: Розгортання та обслуговування радіолокаційних і щільних сенсорних мереж є дорогими.
- Труднощі з обслуговуванням: У віддалених, вологих та гірських районах забезпечення електропостачання (часто за допомогою сонячної енергії), передачі даних (часто за допомогою радіочастот або супутника) та фізичного обслуговування обладнання є значним викликом.
- Технічна інтеграція: Для інтеграції даних з багатьох джерел та забезпечення автоматизованого та швидкого прийняття рішень необхідні потужні платформи даних та алгоритми.
- Повний комплект серверів та програмного бездротового модуля, підтримує RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWANбудь ласка, зв'яжіться з компанією Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Вебсайт компанії:www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Час публікації: 19 вересня 2025 р.