"העיניים, האוזניים והקול" של מערכות התרעה מוקדמות מפני שיטפונות: התפקידים המרכזיים וההשפעה העמוקה של מכ"ם הידרולוגי, מדי גשם וחיישני תזוזה

במערכות מודרניות למניעת אסונות ולמיתון אסונות, מערכות התרעה מוקדמת מפני שיטפונות משמשות כקו ההגנה הראשון מפני אסונות שיטפונות. מערכת התרעה יעילה ומדויקת פועלת כזקיף בלתי נלאה, המסתמכת על טכנולוגיות חיישנים מתקדמות שונות כדי "לראות מסביב ולשמוע מכל הכיוונים". בין אלה, מדי זרימה של מכ"ם הידרולוגי, מדי גשם וחיישני תזוזה ממלאים תפקידים מכריעים. הם אוספים נתונים קריטיים מממדים שונים, ויוצרים יחד את הבסיס התפיסתי של מערכת ההתרעה, והשפעתם עמוקה ומשמעותית.

א. תפקידי שלושת חיישני הליבה

1. מד גשם: "החלוץ" ו"מוניטור הסיבות"
* תפקיד: מד הגשם הוא המכשיר הישיר והמסורתי ביותר לניטור משקעים. תפקידו העיקרי הוא למדוד במדויק את כמות הגשם (במילימטרים) במיקום מסוים לאורך תקופה מסוימת. הוא מותקן בשטחים פתוחים, אוסף מי גשמים במקלט ומודד את נפחם או משקלם, תוך שהוא ממיר אותם לנתוני עומק גשם.
* מיקום במערכת: זוהי נקודת ההתחלה להתרעות שיטפונות. גשמים הם הגורם לרוב השיטפונות. נתוני גשם רציפים בזמן אמת הם פרמטר הקלט הבסיסי ביותר עבור מודלים הידרולוגיים לביצוע ניתוח נגר וחיזוי שיטפונות. באמצעות רשת של תחנות מדידת גשם, המערכת יכולה להבין את ההתפלגות המרחבית ואת עוצמת הגשמים, ולספק את הבסיס לחיזוי נגר קו פרשת המים הכולל.

2. מד זרימה הידרולוגי של מכ"ם: "האנליסט המרכזי"
* תפקיד: זהו מכשיר ניטור מתקדם ללא מגע של מהירות זרימה (流速) ו-流量 (פליטה). הוא מותקן בדרך כלל על גשרים או גדות מעל המים, ופולט גלי מכ"ם לעבר פני המים. באמצעות עקרון אפקט דופלר, הוא מודד במדויק את מהירות פני הנהר, ובשילוב עם נתוני מפלס מים (לעתים קרובות ממד מפלס מים משולב), מחשב את הפליטה הרגעית (במטרים מעוקבים לשנייה) בחתך בזמן אמת.
* מיקום במערכת: זהו ליבת מערכת ההתרעה המוקדמת מפני שיטפונות. זרימה היא המדד הקריטי ביותר לעוצמת השיטפונות, וקובעת ישירות את היקף הנזק הפוטנציאלי של שיא שיטפון. בהשוואה למדי זרימה מסורתיים מבוססי מגע, מדי זרימה מסוג מכ"ם אינם מושפעים מסריקת שיטפונות או פגיעת פסולת. הם נשארים פעילים במהלך אירועי שיטפונות קיצוניים, ומספקים נתונים יקרי ערך "ברגע" ומאפשרים ניטור ישיר, בזמן אמת ומדויק של תנאי הנהר.

3. חיישן תזוזה: "שומר המתקן" ו"חושף שחיתויות אסון משני"
* תפקיד: קטגוריה זו כוללת מגוון חיישנים (למשל, GNSS, מדי שיפוע, מדי סדקים) המשמשים לניטור עיוותים זעירים, שקיעה או תזוזה של תשתיות מים כגון סכרי מאגרים, סכרים ושיפועים. הם מותקנים בנקודות מבניות קריטיות כדי למדוד באופן רציף שינויים במיקום.
* מיקום במערכת: זהו שומר הבטיחות ההנדסית והתרעה מפני אסון משני. סכנת השיטפונות נובעת לא רק מנפח המים עצמו, אלא גם מכשלים מבניים. חיישני תזוזה יכולים לספק זיהוי מוקדם של דליפה או עיוות פוטנציאליים בסכר, סיכוני מפולות על סוללות או חוסר יציבות במדרונות. אם הנתונים המנוטרים חורגים מספי הבטיחות, המערכת מפעילה אזעקה עבור סיכונים משמעותיים כמו צנרת, כשל בסכר או מפולות, ובכך מונעת שיטפונות קטסטרופליים הנגרמות מכשל מבני.

II. זרימת עבודה שיתופית

שלושת המרכיבים הללו פועלים בסינרגיה ויוצרים לולאת התרעה שלמה:

1. מד הגשם הוא הראשון שמדווח "כמה גשם יורד מהשמיים".
2. מודלים הידרולוגיים חוזים את הנגר הפוטנציאלי ואת שיא שפכי השיטפונות בהתבסס על נתוני גשם אלה.
3. מד הזרימה ההידרולוגי של מכ"ם הזרימה במקטעי נהרות מרכזיים מאמת את התחזיות הללו בזמן אמת, מדווח על "כמות המים בפועל בנהר", ומספק התראות מדויקות יותר לגבי זמן ההגעה וגודל שיא השיטפונות בהתבסס על מגמת העלייה בזרימה.
4. במקביל, חיישן התזוזה מנטר בקפדנות האם "המיכל שמכיל את המים" בטוח, מבטיח שמי שיטפונות ישוחררו בצורה מבוקרת ומונע אסונות גדולים יותר הנגרמים כתוצאה מכשל מבני.

ג. השפעות עמוקות

1. דיוק וזמן האזהרה משופרים מאוד:
נתוני זרימה בזמן אמת ממכ"ם הידרולוגי מפחיתים משמעותית את אי הוודאות בתחזיות שיטפונות מסורתיות המבוססות על גשמים. זה מעביר את האזהרות מ"ניבוי" ל"דיווח בזמן אמת", וקונה שעות יקרות או אפילו עשרות שעות של זמן זהב לפינוי במורד הזרם ולתגובת חירום.

2. יכולת משופרת להגיב לאירועי שיטפונות קיצוניים:
מדידה ללא מגע מאפשרת למדי זרימה של מכ"ם לתפקד כרגיל במהלך שיטפונות גדולים היסטוריים, וממלאים פערים קריטיים בנתונים בשלב החמור ביותר של האסון. זה מספק ראיות גלויות להחלטות פיקודיות, ומונע "לחימה בחושך" ברגעים הקריטיים ביותר.

3. הרחבה מאזהרת שיטפונות לאזהרת בטיחות מבנית למניעת אסונות מקיפה:
* שילוב חיישני תזוזה משדרג את מערכת ההתרעה מחיזוי הידרולוגי גרידא למערכת התרעה משולבת של בטיחות "הידרולוגית-מבנית". היא יכולה להתריע לא רק מפני "אסונות טבע" אלא גם למנוע ביעילות "אסונות מעשה ידי אדם" (כשלים מבניים), ובכך לשפר מאוד את עומק והיקף מערכת מניעת האסונות.

4. קידום ניהול מים חכם ודיגיטליזציה:
* כמויות הנתונים העצומות בזמן אמת שנוצרות על ידי חיישנים אלה מהוות את הבסיס לבניית "קו פרשת מים תאום דיגיטלי". ניתוח באמצעות ביג דאטה ובינה מלאכותית מאפשר אופטימיזציה מתמשכת של מודלים הידרולוגיים, מה שמאפשר סימולציה חכמה יותר של שיטפונות, חיזוי ותפעול מאגרים, ובסופו של דבר מוביל לניהול משאבי מים משופר וחכם.

5. יצירת יתרונות כלכליים וחברתיים משמעותיים:
* אזהרות מדויקות ממזערות נפגעים ונזקי רכוש. ההפסדים הנמנעים על ידי נקיטת צעדים כגון סגירת שערים מראש, הזזת נכסים ופינוי אוכלוסיות עולים בהרבה על ההשקעה בבניית מערכות ניטור אלו, וכתוצאה מכך תשואה גבוהה על ההשקעה. יתר על כן, הדבר משפר את בטיחות הציבור ואת אמון מערכת מניעת האסונות.

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+