יישום ופרקטיקה של מדי זרימה מכ"ם בדרום קוריאה

1. מבוא: אתגרים וצרכים בניטור הידרולוגי בדרום קוריאה

הטופוגרפיה של דרום קוריאה היא הררית ברובה, עם נהרות קצרים וקצבי זרימה מהירים. בהשפעת האקלים המונסוני, גשמים כבדים ומרוכזים בקיץ גורמים בקלות לשיטפונות פתע. מדי זרימה מסורתיים במגע (למשל, מדי זרם מסוג אימפלר) ניזוקים בקלות במהלך שיטפונות, מה שמקשה על איסוף נתונים ומהווה סיכונים גבוהים לצוות התחזוקה. יתר על כן, לדרום קוריאה יש דרישות מחמירות לניהול משאבי מים והגנה על איכות המים באגנים מרכזיים כמו נהר האן ונהר נקדונג. כתוצאה מכך, קיים צורך דחוף בטכנולוגיית ניטור זרימה המאפשרת פעולה אוטומטית, מדויקת ובטוחה בכל מזג אוויר. מדי זרימה של מכ"ם הידרולוגי צצו כפתרון אידיאלי בהקשר זה.

2. יתרונות טכניים של מדי זרימה הידרולוגיים באמצעות מכ"ם

מדי זרימה של מכ"ם הידרולוגי, ובמיוחד מערכות המשתמשות במכ"ם מהירות פני שטח (SVR) בשילוב עם מד מפלס מים לחישוב זרימה, שואבים את יתרונם העיקרי ממדידה ללא מגע.

1. בטיחות ואמינות: ציוד המותקן מעל גשרים או גדות נהרות נותר בלתי מושפע לחלוטין משיטפונות, פסולת או פגיעות קרח, מה שמבטיח את שרידות הציוד והמשכיות הנתונים גם במהלך מזג אוויר קיצוני.
2. תחזוקה קלה: אין צורך בפעולות בתוך המים, מפחית משמעותית את עלויות התחזוקה ואת הסיכונים הקשורים לכוח אדם.
3. דיוק גבוה ותגובה מהירה: קרני מכ"ם יכולות ללכוד במדויק שינויים עדינים במהירות מי השטח, עם תדרי עדכון נתונים גבוהים (עד דקה), ומספקות תמיכה קריטית להתראות שיטפונות בזמן אמת.
4. שילוב רב תכליתי: מדי זרימה מודרניים של מכ"ם משולבים לעתים קרובות עם מכ"מים של מפלס מים, מדי גשם וכו', ויוצרים תחנות ניטור הידרולוגיות מקיפות והכל באחד.

חישוב זרימה משתמש בדרך כלל בשיטת "מהירות-שטח":זרימה = מהירות פני שטח ממוצעת × שטח חתך × מקדםהמכ"ם מודד את מהירות פני השטח, חיישן מפלס המים קובע את שטח החתך, והזרימה מחושבת לאחר כיול באמצעות מקדם אמפירי.

3. מקרי יישום ספציפיים בדרום קוריאה

מקרה 1: מערכת התרעה עירונית מפני שיטפונות על נהר האן בסיאול

• רקע: נהר האן זורם דרך סיאול, עיר הבירה המאוכלסת בצפיפות ובעלת החיוניות כלכלית. הבטחת בטיחות סוללות הנהר במהלך שיטפונות היא בעלת חשיבות עליונה.
• יישום: תחנות ניטור זרימת מים מכ"ם הותקנו על מספר גשרים מרכזיים החוצים את נהר האן (למשל, גשר מאפו, גשר האנגאנג). חיישני מכ"ם מכוונים אל פני הנהר שמתחת לגשר, ומודדים באופן רציף את מהירות פני השטח.
• תוצאות:
  • אזהרה בזמן אמת: כאשר גשם כבד במעלה הזרם גורם לעלייה חדה במהירות, המערכת שולחת מיד התראות לממשלת המטרופולין של סיאול ולמרכז למניעת אסונות, ובכך מקנית זמן קריטי ליזום תגובות חירום ולפינוי תושבים באזורים נמוכים.
  • שילוב נתונים: נתוני מהירות משולבים עם נתוני ספיקה ממאגרים במעלה הזרם ונתוני גשם, ובכך בונים מודלים הידרולוגיים מדויקים יותר ומשפרים את דיוק תחזית השיטפונות.
  • אבטחת בטיחות: מבטלת את הצורך בביצוע מדידות ידניות מסוכנות בנהרות במהלך עונות שיטפונות על ידי אנשי צוות.

מקרה 2: הקצאת משאבי מים חקלאיים בנהר נקדונג התחתון

• רקע: נהר הנקדונג הוא הנהר הארוך ביותר בדרום קוריאה, ואגן הקרקע שלו הוא אזור חקלאי מרכזי. הקצאת מים מדויקת היא קריטית להשקיה.
• יישום: מדי זרימה מכ"ם נפרסו ליד כניסות השקיה ראשיות ושערי הטיה כדי לנטר את הזרימה בזמן אמת הנכנסת לתעלות השקיה שונות.
• תוצאות:
  • חלוקת מים מדויקת: סוכנויות ניהול משאבי מים יכולות להשתמש בנתונים מדויקים ממדי זרימה של מכ"ם כדי לשלוט מרחוק בפתיחת שערים, להשיג חלוקת מים מבוססת דרישה ולהפחית בזבוז.
  • יישוב סכסוכים: מספק נתוני זרימה אובייקטיביים ובלתי ניתנים לשינוי, ופותר ביעילות סכסוכי שימוש במים בין אזורים שונים או קואופרטיבים חקלאיים.
  • תכנון לטווח ארוך: צובר נתוני זרימה רציפים לטווח ארוך, ומספק בסיס מדעי לניתוח היצע-ביקוש למים ולתכנון לטווח ארוך.

מקרה 3: ניטור זרימה אקולוגית באגני ניקוז קטנים הרריים

• רקע: דרום קוריאה מדגישה הגנה אקולוגית, עם חוקים המחייבים שמירה על זרימות סביבתיות בסיסיות כדי לשמור על בריאות המערכת האקולוגית הימית.
• יישום: תחנות ניטור זרימת מים משולבות המופעלות על ידי אנרגיה סולארית הותקנו באגני ניקוז קטנים ומרוחקים והרריים.
• תוצאות:
  • ניטור בלתי מאויש: מינוף צריכת החשמל הנמוכה של ציוד מכ"ם ואנרגיה סולארית מאפשר פעולה בלתי מאוישת לטווח ארוך באזורים ללא רשת חשמל.
  • הערכה אקולוגית: נתוני זרימה המנוטרים באופן רציף מעריכים את העמידה בדרישות הזרימה הסביבתית המינימליות החוקיות, ותומכים בקבלת החלטות בנוגע להפעלת סכרים והגנה על משאבי מים.
  • מחקר שימור מים וקרקע: מספק נתונים חשובים לחקר השפעת כיסוי היערות ושינויים בשימוש בקרקע על ההידרולוגיה של אגני הניקוז.

4. אתגרים ותחזית עתידית

למרות הצלחה משמעותית בדרום קוריאה, מדי זרימת מכ"ם מתמודדים עם כמה אתגרים:

• כיול דיוק: דיוק המדידה עשוי לדרוש אלגוריתמים מורכבים יותר לכיול במקרים של חתכי רוחב לא סדירים של תעלות או פסולת משטחית מוגזמת.
• עלות: ההשקעה הראשונית עבור מדי זרימה מתקדמים של מכ"ם היא גבוהה יחסית, אם כי הם מציעים יתרונות בעלות מחזור החיים הכוללת (בהתחשב בתחזוקה ובטיחות).

מגמות עתידיות עבור מדי זרימה הידרולוגיים של מכ"ם בדרום קוריאה יתמקדו ב:

1. שילוב עם בינה מלאכותית (AI): שימוש בזיהוי תמונה מבוסס בינה מלאכותית כדי לסייע לרדאר לשפוט את תנאי הזרימה, לזהות פסולת ואפילו לתקן אוטומטית שגיאות מדידה, ובכך לשפר עוד יותר את הדיוק והאינטליגנציה.
2. שילוב האינטרנט של הדברים (IoT): חיבור כל תחנות הניטור לפלטפורמת IoT מאוחדת לאחסון, ניתוח והדמיה של נתונים מבוססי ענן, בניית מערכות "נהר חכם".
3. היתוך חיישנים רב-טכנולוגי: שילוב נתוני מכ"ם עם מידע מטכנולוגיות אחרות כמו מעקב וידאו וסקרי רחפנים ליצירת רשת ניטור הידרולוגית מקיפה ורב-ממדית.

5. סיכום

מדי זרימת מכ"ם הידרולוגיים, המסתמכים על מאפיינים טכניים יוצאי דופן, עונים בצורה מושלמת על הדרישות הגבוהות של דרום קוריאה לבטיחות, יכולת בזמן אמת ואוטומציה בניטור הידרולוגי. באמצעות שיטות מוצלחות באזהרות מפני שיטפונות, ניהול משאבי מים והגנה אקולוגית, טכנולוגיה זו הפכה לחלק הכרחי בתשתית ההידרולוגית המודרנית של דרום קוריאה. ככל שהטכנולוגיה ממשיכה להתקדם, מדי זרימת מכ"ם ללא ספק ימלאו תפקיד קריטי אף יותר בהבטחת ביטחון המים של דרום קוריאה ובקידום שימוש בר-קיימא במשאבי מים. ניסיון היישום שלהם מספק גם מקור מידע חשוב למדינות ואזורים אחרים המתמודדים עם אתגרים דומים.

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

עבור חיישן זרימת רדאר נוסף מֵידָע,

אנא צרו קשר עם Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

אתר החברה:www.hondetechco.com

טלפון: 86-15210548582+