חדשות - יישום מערכת ניטור משולבת להתרעה מוקדמת מפני שיטפונות בהודו

תַקצִיר

הודו היא מדינה המושפעת לעתים קרובות משיטפונות פתאומיים, במיוחד באזורי ההימלאיה בצפון ובצפון מזרח. שיטות ניהול אסונות מסורתיות, המתמקדות לעתים קרובות בתגובה לאחר אסון, גרמו לאבדות משמעותיות ולהפסדים כלכליים. בשנים האחרונות, ממשלת הודו קידמה במרץ את אימוץ פתרונות היי-טק להתרעה מוקדמת מפני שיטפונות פתאומיים. מחקר מקרה זה, המתמקד בהימאצ'ל פראדש שנפגעה קשות, מפרט את היישום, היעילות והאתגרים של מערכת התרעה מפני שיטפונות פתאומיים (FFWS) המשולבת שלה, המשלבת מדי זרימה מכ"ם, מדי גשם אוטומטיים וחיישני תזוזה.

1. רקע וצורך בפרויקט

הטופוגרפיה של הימאצ'ל פראדש מאופיינת בהרים תלולים ועמקים עמוקים, עם רשת צפופה של נהרות. במהלך עונת המונסון (יוני-ספטמבר), היא רגישה מאוד לגשמים קצרי מועד ובעוצמה גבוהה הנגרמים על ידי המונסון הדרום-מערבי, מה שמוביל לשיטפונות פתע ומפולות הרסניות. אסון קדרנת' בשנת 2013 באוטרקהאנד, בו נהרגו אלפים, שימש כקריאת השכמה קריטית. רשת מדי הגשם המסורתית הייתה דלילה והעברת הנתונים הייתה בעייתית, ולא יכלה לענות על הצורך בניטור מדויק והתרעה מהירה מפני גשמים כבדים פתאומיים ומקומיים מאוד.

צרכים מרכזיים:

ניטור בזמן אמת: איסוף נתונים דקדקני של משקעים ומפלסי מים בנהרות באגני ניקוז מרוחקים ובלתי נגישים.
חיזוי מדויק: יצירת מודלים אמינים של נגר גשם כדי לחזות את זמן ההגעה והיקף שיאי השיטפונות.
הערכת סיכוני מפגעים גיאולוגיים: הערכת הסיכון לחוסר יציבות במדרונות ולמפולות קרקע הנגרמות כתוצאה מגשמים כבדים.
התרעה מהירה: מסירה חלקה של מידע התרעה לרשויות המקומיות ולקהילות כדי לקנות זמן יקר לפינוי.

2. רכיבי מערכת ויישום טכנולוגי

כדי לענות על צרכים אלה, הימאצ'ל פרדש שיתפה פעולה עם ועדת המים המרכזית (CWC) ועם המחלקה המטאורולוגית של הודו (IMD) כדי לפרוס מערכת מים ופירות ים מתקדמת באגני הניקוז הנמצאים בסיכון גבוה (למשל, אגני סוטלוג' וביס).

1. מדי גשם אוטומטיים (ARG)

פונקציה: כיחידות החישה הקדמיות והבסיסיות ביותר, ARGs אחראיות על איסוף הנתונים הקריטיים ביותר: עוצמת הגשמים ומצטברות הגשמים. זהו הגורם הישיר להיווצרות שיטפונות פתאומיים.
מאפיינים טכניים: באמצעות מנגנון דלי מתהפך, הם מייצרים אות עבור כל 0.5 מ"מ או 1 מ"מ של גשם, ומשדרים נתונים בזמן אמת למרכז הבקרה באמצעות GSM/GPRS או תקשורת לוויינית. הם פרוסים אסטרטגית בחלקים העליונים, האמצעיים והתחתונים של אגני ניקוז כדי ליצור רשת ניטור צפופה, הלכידה של השונות המרחבית של כמות הגשם.
תפקיד: לספק נתוני קלט לחישובי מודל. כאשר ARG רושם עוצמת גשם שחורגת מסף מוגדר מראש (למשל, 20 מ"מ לשעה), המערכת מפעילה אוטומטית התראה ראשונית.

2. מדי זרימה/מפלס מכ"ם ללא מגע (חיישני מפלס מים מכ"ם)

פונקציה: מותקנים על גשרים או מבנים על גדות, הם מודדים את המרחק לפני הנהר ללא מגע, ובכך מחשבים את מפלס המים בזמן אמת. הם מספקים התרעה ישירה כאשר מפלס המים עולה על סימני הסכנה.
מאפיינים טכניים:
- יתרון: בניגוד לחיישנים מסורתיים מבוססי מגע, חיישני מכ"ם אינם מושפעים מפגיעות משקעים ופסולת הנישאים על ידי מי שיטפונות, דורשים תחזוקה מינימלית ומציעים אמינות גבוהה.
- יישום נתונים: נתוני מפלס מים בזמן אמת, בשילוב עם נתוני גשם במעלה הזרם, משמשים לכיול ותיקוף מודלים הידרולוגיים. על ידי ניתוח קצב עליית מפלס המים, המערכת יכולה לחזות בצורה מדויקת יותר את שיא השיטפון ואת זמן הגעתו באזורים במורד הזרם.
תפקיד: לספק ראיות חד משמעיות לכך שמתרחשות הצפות. הן חיוניות לאימות תחזיות גשם ולהפעלת תגובות חירום.

3. חיישני תזוזה/סדקים (מדדי סדקים ומדי שיפוע)

פונקציה: ניטור מדרונות הנמצאים בסיכון למפולות או זרימת פסולת לצורך תזוזה ועיוות. הם מותקנים על גופי מפולות ידועים או מדרונות בסיכון גבוה.
מאפיינים טכניים: חיישנים אלה מודדים את התרחבות הסדקים על פני השטח (מדדי סדקים) או את תנועת הקרקע התת-קרקעית (מדדי שיפוע). כאשר קצב התזוזה עולה על סף בטוח, הדבר מצביע על ירידה מהירה ביציבות המדרון וסבירות גבוהה למפולת משמעותית תחת גשמים מתמשכים.
תפקיד: לספק הערכה עצמאית של סיכון למפגעים גיאולוגיים. גם אם הגשמים אינם מגיעים לרמות התרעה מפני שיטפונות, חיישן תזוזה מופעל יפעיל התרעה מפני מפולות/זרימת פסולת באזור ספציפי, וישמש כתוספת חיונית לאזהרות שיטפונות טהורות.

אינטגרציה של המערכת וזרימת עבודה:
נתונים ממערכות ARG, חיישני מכ"ם וחיישני תזוזה מתכנסים בפלטפורמת התרעה מרכזית. מודלים מובנים של סיכונים הידרולוגיים וגיאולוגיים מבצעים ניתוח משולב:

נתוני גשם מוזנים למודלים כדי לחזות נפח נגר פוטנציאלי ומפלסי מים.
נתוני מפלס מים ממכ"ם בזמן אמת מושווים לתחזיות כדי לתקן ולשפר באופן מתמיד את דיוק המודל.
נתוני תזוזה משמשים כאינדיקטור מקביל לקבלת החלטות.
ברגע ששילוב נתונים כלשהו חורג מספי נתונים רב-מפלסים מוגדרים מראש (אזהרה, התרעה, אזהרה), המערכת מפיצה אוטומטית התראות לפקידים מקומיים, צוותי תגובת חירום ומנהיגי קהילה באמצעות SMS, אפליקציות מובייל וסירנות.

3. תוצאות והשפעה

זמן אספקה מוגבר: המערכת הגדילה את זמני האזעקה הקריטיים מכמעט אפס ל-1-3 שעות, מה שהופך את פינוי כפרים בסיכון גבוה לאפשרי.
הפחתת אובדן חיים: במהלך מספר אירועי גשמים עזים בשנים האחרונות, הימאצ'ל פראדש ביצעה בהצלחה מספר פינויים מקדימים, ובכך מנעה ביעילות נפגעים גדולים. לדוגמה, במונסון של 2022, מחוז מנדי פינה למעלה מ-2,000 איש על סמך אזהרות; לא אבדו חיים בשיטפון הפתאומי שלאחר מכן.
קבלת החלטות מונעת נתונים: שינוי הפרדיגמה מהסתמכות על שיקול דעת חווייתי לניהול אסונות מדעי ואובייקטיבי.
מודעות ציבורית משופרת: נוכחות המערכת והצלחת פעולות ההתרעה הגבירו משמעותית את מודעות הקהילה ואת אמוןה במידע התרעה מוקדמת.

4. אתגרים וכיוונים עתידיים

תחזוקה ועלות: חיישנים הפרוסים בסביבות קשות דורשים תחזוקה שוטפת כדי להבטיח המשכיות ודיוק נתונים, מה שמהווה אתגר מתמשך ליכולת הפיננסית והטכנית המקומית.
תקשורת "המייל האחרון": הבטחת הגעת הודעות אזהרה לכל אדם בכל כפר מרוחק, במיוחד קשישים וילדים, דורשת שיפור נוסף (למשל, הסתמכות על רדיו, פעמוני קהילה או צלצולים כגיבוי).
אופטימיזציה של מודלים: הגיאוגרפיה המורכבת של הודו מחייבת איסוף נתונים מתמשך כדי למקם ולמטב מודלים של חיזוי לשיפור הדיוק.
חשמל וקישוריות: אספקת חשמל יציבה וכיסוי רשת סלולרית באזורים מרוחקים נותרו בעייתיים. חלק מהתחנות מסתמכות על אנרגיה סולארית ותקשורת לוויינית, שהן יקרות יותר.

כיוונים עתידיים: הודו מתכננת לשלב טכנולוגיות נוספות, כגון מכ"ם מזג אוויר לחיזוי מדויק יותר של כמות הגשם, שימוש בבינה מלאכותית (AI) ולמידת מכונה לניתוח נתונים היסטוריים עבור אלגוריתמי התרעה אופטימליים, ולהרחיב עוד יותר את כיסוי המערכת למדינות אחרות המועדות לשיטפונות פתאומיים.

מַסְקָנָה

מערכת ההתרעה מפני שיטפונות פתאומיים בהימאצ'ל פראדש, הודו, היא מודל למדינות מתפתחות המשתמשות בטכנולוגיה מודרנית כדי להילחם באסונות טבע. על ידי שילוב מדי גשם אוטומטיים, מדי זרימה מכ"ם וחיישני תזוזה, המערכת יוצרת רשת ניטור רב שכבתית "מהשמיים ועד לקרקע", מה שמאפשר שינוי פרדיגמה מתגובה פסיבית להתרעה אקטיבית מפני שיטפונות פתאומיים וסכנותיהם המשניות. למרות האתגרים, הערך המוכח של מערכת זו בהגנה על חיים ורכוש מציע מודל מוצלח וניתן לשכפול עבור אזורים דומים ברחבי העולם.

סט שלם של שרתים ותוכנה מודול אלחוטי, תומך RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

למידע נוסף על חיישנים,

אנא צרו קשר עם Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

אתר החברה:www.hondetechco.com

טלפון: 86-15210548582+