דרום מזרח אסיה, המאופיינת באקלים גשם טרופי, פעילות מונסון תכופה ושטח הררי, היא אחד האזורים המועדים ביותר לאסונות שיטפונות בהרים ברחבי העולם. ניטור גשם מסורתי בנקודת בדיקה אחת אינו מספיק עוד לצורכי התרעה מוקדמת מודרניים. לכן חיוני להקים מערכת ניטור והתרעה משולבת המשלבת טכנולוגיות חלל, שמיים וקרקע. ליבת מערכת כזו כוללת: חיישני מכ"ם הידרולוגיים (לניטור גשם מקרוסקופי), מדי גשם (לכיול מדויק של גובה הקרקע) וחיישני תזוזה (לניטור תנאים גיאולוגיים באתר).
מקרה היישום המקיף הבא ממחיש כיצד שלושת סוגי החיישנים הללו פועלים יחד.
א. מקרה יישום: פרויקט התרעה מוקדמת לשיטפונות הרים ומפולות אדמה באגן ניקוז באי ג'אווה, אינדונזיה
1. רקע הפרויקט:
כפרים הרריים באי ג'אווה המרכזי מושפעים באופן עקבי מגשמים עזים כתוצאה מגשמים מונסון, מה שמוביל לשיטפונות הרריים תכופים ומפולות נלוות, המאיימות קשות על חייהם, רכושם ותשתיותיהם של התושבים. הממשלה המקומית, בשיתוף פעולה עם ארגונים בינלאומיים, יישמה פרויקט מקיף של ניטור והתרעה באגן ניקוז קטן וטיפוסי של האזור.
2. תצורת החיישן ותפקידיו:
- "Sky Eye" - חיישני מכ"ם הידרולוגיים (ניטור מרחבי)
- תפקיד: חיזוי מגמות מקרוסקופיות והערכת גשם שטחי באגני ניקוז.
- פריסה: רשת של מכ"מים הידרולוגיים קטנים בעלי תדר X או תדר C נפרסה בנקודות גבוהות סביב אגן הניקוז. מכ"מים אלה סורקים את האטמוספירה על פני כל אגן הניקוז ברזולוציה מרחבית-זמנית גבוהה (למשל, כל 5 דקות, רשת של 500 מטר × 500 מטר), ומעריכים את עוצמת הגשם, כיוון התנועה והמהירות.
- בַּקָשָׁה:
- המכ"ם מזהה ענן גשם עז הנע לעבר אגן הניקוז במעלה הזרם ומחשב שהוא יכסה את כל אגן הניקוז תוך 60 דקות, כאשר עוצמת הגשם הממוצעת השטחית המשוערת עולה על 40 מ"מ/שעה. המערכת מפיקה אוטומטית אזהרה ברמה 1 (מייעצת), ומודיעה לתחנות ניטור קרקעיות ולאנשי ניהול על מנת להיערך לאימות נתונים ולתגובת חירום.
- נתוני המכ"ם מספקים מפת פיזור גשמים של כל אגן הניקוז, ומזהים במדויק אזורים "חמים" עם הגשמים הכבדים ביותר, המשמשים כקלט קריטי להתראות מדויקות לאחר מכן.
- "מדד קרקע" - מדי גשם (ניטור מדויק ספציפי לנקודה)
- תפקיד: איסוף נתוני אמת קרקעית וכיול נתוני מכ"ם.
- פריסה: עשרות מדי גשם מסוג "דליים מתנדנדים" הופצו ברחבי קו פרשת המים, במיוחד במעלה הזרם של כפרים, בגבהים שונים, ובאזורים "חמים" שזוהו על ידי מכ"ם. חיישנים אלה רושמים גשמים בפועל בגובה הקרקע בדיוק גבוה (למשל, 0.2 מ"מ/קצה).
- בַּקָשָׁה:
- כאשר מכ"ם הידרולוגי מפרסם אזהרה, המערכת מאחזרת מיד נתונים בזמן אמת ממדדי הגשם. אם מספר מדי גשם מאשרים כי כמות הגשם המצטברת בשעה האחרונה עלתה על 50 מ"מ (סף מוגדר מראש), המערכת מסלימה את ההתראה לרמה 2 (אזהרה).
- נתוני מדדי גשם מועברים באופן רציף למערכת המרכזית לצורך השוואה וכיול עם הערכות מכ"ם, ובכך משפרים באופן רציף את דיוק היפוך הגשם של המכ"ם ומפחיתים אזעקות שווא וגילויים שהוחמצו. הם משמשים כ"אמת קרקעית" לאימות אזהרות מכ"ם.
- "דופק כדור הארץ" - חיישני תזוזה (ניטור תגובה גיאולוגית)
- תפקיד: ניטור תגובת המדרון בפועל לגשמים והתרעה ישירה מפני מפולות.
- פריסה: סדרה של חיישני תזוזה הותקנו על גופי מפולות בסיכון גבוה שזוהו באמצעות סקרים גיאולוגיים בתוך קו פרשת המים, כולל:
- מדי שיפוע בקידוח: מותקנים בקידוחים כדי לנטר תזוזות זעירות של סלע ואדמה עמוקים מתחת לפני השטח.
- מדי סדקים/מדי הארכת חוטים: מותקנים על פני סדקים על פני השטח כדי לנטר שינויים ברוחב הסדק.
- תחנות ניטור GNSS (מערכת ניווט לווינית עולמית): ניטור תזוזות פני השטח בגובה מילימטר.
- בַּקָשָׁה:
- במהלך גשמים כבדים, מדי גשם מאשרים עוצמת גשם גבוהה. בשלב זה, חיישני תזוזה מספקים את המידע הקריטי ביותר - יציבות המדרון.
- המערכת מזהה תאוצה פתאומית בקצבי התזוזה ממד שיפוע עמוק במדרון בסיכון גבוה, מלווה בקריאות התרחבות מתמשכות ממדדי סדקים על פני השטח. ממצא זה מצביע על כך שמי גשמים חדרו למדרון, נוצר משטח החלקה, ומפולת קרקע קרובה.
- בהתבסס על נתוני תזוזה בזמן אמת, המערכת עוקפת אזהרות המבוססות על גשם ומנפיקה ישירות התרעה ברמה 3 (התראת חירום), המודיעה לתושבים באזור הסכנה באמצעות שידורים, SMS וסירנות להתפנות באופן מיידי.
II. זרימת עבודה שיתופית של החיישנים
- שלב התרעה מוקדמת (לפני גשמים ועד גשמים ראשוניים): מכ"ם הידרולוגי מזהה ענני גשם עזים במעלה הזרם תחילה, ומספק התרעה מוקדמת.
- שלב האישור וההסלמה (במהלך גשמים): מדי גשם מאשרים כי כמות הגשמים בגובה הקרקע חורגת מספי הגשם, ומפרטים וממקמים את רמת האזהרה.
- שלב פעולה קריטי (לפני אסון): חיישני תזוזה מזהים אותות ישירים של חוסר יציבות במדרון, מפעילים את התרעת האסון הקרובה ברמה הגבוהה ביותר, וקונים "דקות אחרונות" קריטיות לפינוי.
- כיול ולמידה (לאורך התהליך): נתוני מד גשם מכיילים את המכ"ם באופן רציף, בעוד שכל נתוני החיישן נרשמים כדי לייעל מודלים וספי התרעה עתידיים.
ג. סיכום ואתגרים
גישה משולבת רב-חיישנית זו מספקת תמיכה טכנית חזקה לטיפול בשיטפונות ומפולות הרים בדרום מזרח אסיה.
- מכ"ם הידרולוגי עונה על השאלה "היכן יתרחש גשם כבד?" ומספק זמן אספקה.
- מדי גשם עונים על השאלה "כמה גשם באמת ירדה?" ומספקים נתונים כמותיים מדויקים.
- חיישני תזוזה עונים על השאלה "האם הקרקע עומדת להחליק?" ומספקים עדות ישירה לאסון מתקרב.
האתגרים כוללים:
- עלויות גבוהות: פריסה ותחזוקה של רשתות מכ"ם וחיישנים צפופים הם יקרים.
- קשיי תחזוקה: באזורים מרוחקים, לחים והרריים, הבטחת אספקת חשמל (לעתים קרובות מסתמכת על אנרגיה סולארית), העברת נתונים (לעתים קרובות באמצעות תדרי רדיו או לוויין) ותחזוקה פיזית של ציוד מהווים אתגר משמעותי.
- אינטגרציה טכנית: נדרשות פלטפורמות נתונים ואלגוריתמים רבי עוצמה כדי לשלב נתונים ממקורות מרובים ולאפשר קבלת החלטות אוטומטית ומהירה.
- סט שלם של שרתים ותוכנה מודול אלחוטי, תומך RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWANאנא צרו קשר עם Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
אתר החברה:www.hondetechco.com
טלפון: 86-15210548582+
זמן פרסום: 19 בספטמבר 2025