سیستم پایش سیلاب کوهستان: تجهیزات فنی اصلی و عملکردهای نظارتی آنها

سامانه پایش سیلاب کوهستان، یک پلتفرم جامع هشدار زودهنگام است که فناوری‌های نوین حسگری، فناوری ارتباطات و تحلیل داده‌ها را با هم ادغام می‌کند. هدف اصلی آن، پیش‌بینی دقیق، هشدار به موقع و واکنش سریع به بلایای سیل کوهستان با ثبت داده‌های کلیدی آب و هواشناسی در زمان واقعی است که در نتیجه، حفاظت از جان و مال مردم را به حداکثر می‌رساند.

مجموعه کامل سرورها و ماژول بی‌سیم نرم‌افزاری، پشتیبانی از RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

برای حسگر آب بیشتر اطلاعات،

لطفا با شرکت فناوری هونده تماس بگیرید.

Email: info@hondetech.com

وب‌سایت شرکت:www.hondetechco.com

تلفن: +86-15210548582

این سیستم به شبکه‌ای از دستگاه‌های نظارت هوشمند مستقر در سطح مزرعه متکی است. در میان آنها، رادار هیدرولوژیکی و باران‌سنج سه‌کاره نقش حیاتی ایفا می‌کنند.

I. تجهیزات پایش هسته و عملکرد آنها

۱. رادار هیدرولوژیکی ۳ در ۱ (حسگر رادار هیدرولوژیکی یکپارچه)
این یک دستگاه پیشرفته نظارت غیرتماسی است که معمولاً سه عملکرد را در یک واحد ادغام می‌کند: اندازه‌گیری جریان رادار موج میلی‌متری، نظارت تصویری و رادار سطح آب. این دستگاه به عنوان "لبه تیز" نظارت مدرن بر سیلاب‌های کوهستانی عمل می‌کند.

• نقش اندازه‌گیری جریان رادار موج میلی‌متری:
  • اصل: امواج الکترومغناطیسی را به سمت سطح آب ارسال می‌کند و با دریافت امواج منعکس شده از زباله‌های شناور یا موج‌های کوچک با استفاده از اثر داپلر، سرعت سطحی جریان را محاسبه می‌کند.
  • مزایا: اندازه‌گیری با برد طولانی و دقت بالا بدون نیاز به ساخت سازه در کانال رودخانه. تحت تأثیر رسوبات یا آوار شناور قرار نمی‌گیرد و مزایای ایمنی قابل توجهی را ارائه می‌دهد، به خصوص در رودخانه‌های کوهستانی شیب‌دار و خطرناک که سطح آب به سرعت بالا و پایین می‌رود.
• نقش نظارت تصویری:
  • تأیید بصری: با ارائه تصاویر ویدئویی زنده از محل، به پرسنل مرکز فرماندهی اجازه می‌دهد تا شرایط جریان رودخانه، سطح آب، محیط اطراف و حضور افراد را به صورت بصری ارزیابی کنند و در نتیجه دقت داده‌های رادار را تأیید کنند.
  • ضبط فرآیند: به طور خودکار تصاویر کل رویداد سیل را ضبط یا ثبت می‌کند و فیلم‌های ارزشمندی را برای ارزیابی پس از فاجعه و تحقیقات علمی فراهم می‌کند.
• نقش رادار سطح آب:
  • فاصله‌یابی دقیق: با ارسال امواج رادار و محاسبه زمان بازگشت آنها، فاصله تا سطح آب را اندازه‌گیری می‌کند و اندازه‌گیری دقیق و مداوم ارتفاع سطح آب را بدون تأثیر دما، مه یا آوار سطحی امکان‌پذیر می‌سازد.
  • پارامتر اصلی: داده‌های سطح آب یک پارامتر حیاتی برای محاسبه دبی جریان و تعیین شدت سیل است.

【ارزش یکپارچه واحد ۳ در ۱】: یک دستگاه واحد به طور همزمان سه بخش کلیدی از اطلاعات را ثبت می‌کند - سرعت جریان، سطح آب و ویدئو. این امر امکان تأیید متقابل داده‌ها و تصاویر را فراهم می‌کند و قابلیت اطمینان داده‌های نظارتی و دقت هشدارها را تا حد زیادی افزایش می‌دهد، ضمن اینکه هزینه‌های ساخت و نگهداری را نیز کاهش می‌دهد.

۲. باران‌سنج (باران‌سنج سطلی)
بارندگی مستقیم‌ترین و آینده‌نگرترین عامل ایجاد سیلاب‌های کوهستانی است. باران‌سنج‌های خودکار، دستگاه‌های اساسی و حیاتی برای پایش بارندگی هستند.

• نقش نظارتی:
  • پایش لحظه‌ای بارندگی: میزان بارندگی و شدت بارندگی (میزان بارندگی در واحد زمان، مثلاً میلی‌متر در ساعت) را در لحظه اندازه‌گیری و ثبت می‌کند.
  • ورودی اصلی برای هشدار اولیه: بارندگی شدید، مستقیم‌ترین عامل ایجاد سیلاب‌های کوهستانی است. با تجزیه و تحلیل این دو معیار کلیدی - بارندگی تجمعی قبلی و شدت بارندگی کوتاه‌مدت - همراه با مدل‌های اشباع خاک و عوارض زمین، سیستم می‌تواند خطر فاجعه را ارزیابی کرده و هشدار صادر کند. به عنوان مثال، "بارش بیش از 50 میلی‌متر در عرض 1 ساعت" ممکن است باعث ایجاد هشدار نارنجی شود.

دوم. هم‌افزایی سیستم و گردش کار

این دستگاه‌ها به صورت جداگانه عمل نمی‌کنند، بلکه با هم کار می‌کنند تا یک حلقه نظارت و هشدار کامل تشکیل دهند:

1. پایش بارندگی (هشدار اولیه): دستگاه باران‌سنج اولین دستگاهی است که بارندگی‌های شدید با شدت بالا و مدت کوتاه را تشخیص می‌دهد - این «اولین هشدار» برای سیل کوهستانی است. پلتفرم سیستم، بارندگی منطقه‌ای را محاسبه کرده و ارزیابی اولیه ریسک منطقه‌ای را انجام می‌دهد و به طور بالقوه یک هشدار اولیه برای هشدار به مناطق مربوطه صادر می‌کند.
2. تأیید واکنش هیدرولوژیکی (هشدار دقیق): بارش به رواناب سطحی تبدیل می‌شود و شروع به جمع شدن در کانال‌های رودخانه می‌کند.
   • رادار هیدرولوژیکی سه کاره، افزایش سطح آب و افزایش سرعت جریان را تشخیص می‌دهد.
   • فید ویدیویی همزمان تصاویر زنده‌ای را نشان می‌دهد که افزایش جریان در کانال رودخانه را نشان می‌دهد.
   • این فرآیند تأیید می‌کند که بارندگی یک پاسخ هیدرولوژیکی واقعی ایجاد کرده است و تأیید می‌کند که یک سیل کوهستانی در حال شکل‌گیری است یا رخ داده است.
3. تحلیل داده‌ها و تصمیم‌گیری: پلتفرم پایش، داده‌های بارش، سطح آب و سرعت جریان را به صورت آنی به یک مدل پیش‌بینی سیل کوهستانی ارسال می‌کند تا محاسبات سریع و تحلیل جامعی انجام شود. این امر پیش‌بینی دقیق‌تر اوج جریان، زمان ورود و منطقه‌ی تحت تأثیر را امکان‌پذیر می‌سازد.
4. صدور هشدار: بر اساس نتایج تجزیه و تحلیل، هشدارهایی با سطوح مختلف (مثلاً آبی، زرد، نارنجی، قرمز) از طریق کانال‌های مختلف مانند پخش، پیامک، آژیر و رسانه‌های اجتماعی برای پرسنل واکنش به بلایا و عموم مردم در مناطق در معرض خطر صادر می‌شود و آنها را به تخلیه و اجتناب از خطر هدایت می‌کند.

نتیجه‌گیری

• دستگاه باران‌سنج به عنوان «پیشاهنگ هشدار اولیه» عمل می‌کند و مسئول تشخیص علت (باران شدید) سیلاب‌های کوهستانی است.
• رادار هیدرولوژیکی سه‌کاره به عنوان «فرمانده میدانی» عمل می‌کند و مسئول تأیید وقوع سیل (سطح آب، سرعت جریان) و ارائه شواهد میدانی (ویدئو) است.
• پلتفرم سیستم مانیتورینگ تورنت کوهستان به عنوان «مغز هوشمند» عمل می‌کند و مسئول جمع‌آوری تمام اطلاعات، انجام تجزیه و تحلیل و تصمیم‌گیری و در نهایت صدور دستور تخلیه است.