Су тасқыны туралы ескертуден Меконг өзенін суаруды басқаруға дейін Доплерлік радар сенсорларының басшылығымен гидрологиялық мониторингтегі парадигмалық өзгеріс
[Әлемдік гидрологиялық мониторингтегі ірі жетістік]
2024 жылғы су тасқыны маусымы қарсаңында ірі өзеннің орта ағысында орналастырылған радиолокациялық жылдамдық өлшегіш жүйесі су тасқынының шыңын 3 сағат 17 минут бұрын 52 300 м³/сағ болатынын дәл болжады, қателік тек 0,23% болды. Бұл ірі өзендерді бақылаудағы байланыссыз ағын өлшегіш технологиясының маңызды жетістігі болып табылады және жаһандық су тасқыны туралы ескерту жүйесін әзірлеу үшін жаңа парадигма ұсынады.
Техникалық серпіліс: Байланыс жүйесінен байланыссыз жүйеге дейінгі салалық төңкеріс
Доплерлік радар сенсорларының үш еселік секірісі
Дәстүрлі контактілі ағын өлшегіштер су тасқынын бақылауда үш негізгі қиындыққа тап болады: қоқыстың, лайдың жиналуының және деректердің үзілуінің әсері. Доплерлік радар ағынының сенсорының жаңа буыны миллиметрлік толқынды радар технологиясы арқылы түбегейлі жетістікке жетті:
Технология архитектурасын салыстыру:
Дәстүрлі ультрадыбыстық шешім және радарлық байланыссыз шешім
Орнату әдісі: Гидрологиялық жағдайлармен шектелген суға батыруды қажет етеді, ал су деңгейіне әсер етпейтін жағаға/көпірге орнатылатын орнатумен салыстырғанда.
Деректердің үздіксіздігі: Дауыл кезіндегі үзіліс деңгейі >28%, барлық ауа райы режиміндегі жұмыспен салыстырғанда, үзіліс деңгейі <0,2%.
Техникалық қызмет көрсету құны: жылына бір станцияға орташа есеппен 80 000 және бір станцияға жылына орташа есеппен 20 000.
Өлшеу диапазоны: Ең көбі 200 метрлік өзен арнасы және ең көбі 500 метрлік өзен арнасы.
Радарлық ағын өлшегіштің негізгі артықшылығы оның ашық арналық ағын өлшегішінің сипаттамасында жатыр — ол өзеннің көлденең қимасын өзгертуді қажет етпейді және жанаспайтын өлшеу арқылы жылдамдықтың толық таралуын қамтамасыз етеді. HydroTech компаниясының Азия-Тынық мұхиты техникалық директоры Мартин Шнайдер LinkedIn кәсіби талдауында былай деп атап өтті: «Өзен ағын өлшегіштерінің технологиялық эволюциясы «нүктелік өлшеуден» «беттік зондтауға» ауысуда. Радарлық деңгей жылдамдық өлшегіштеріне арналған жасанды интеллект алгоритмдеріндегі жетістіктер әлемдік деңгейде жетекші орын алады».
Көп өлшемді қолдану: Су тасқыны туралы ескертуден бастап тазартылған су ресурстарын басқаруға дейінгі панорамалық қамту
1. Су тасқынын бақылау: дәлдік пен уақтылықты екі есе арттыру
Ірі өзен бассейніндегі су тасқынын бақылау ағынын өлшейтін желіде 34 радар жүйесінен тұратын үш деңгейлі ерте ескерту жүйесі келесі нәтижелерге қол жеткізді:
- Су тасқыны туралы алдын ала ескерту уақыты 1,5 сағаттан 3,2 сағатқа дейін ұзартылды.
- Дауыл кезінде деректердің толықтығы 72%-дан 99,8%-ға дейін жақсарды.
- Әрбір су тасқыны жағдайында төтенше жағдайларға байланысты шығындар шамамен 12 миллион теңге үнемделді.
Бұл өзен ағынын бақылау жүйесінің негізі 5G және спутниктік навигацияға негізделген, деректерді беру кідірісі <2 секунд болатын қашықтан телеметриялық ағынды бақылау жүйесі болып табылады, бұл басқару орталығының бассейн жағдайы туралы нақты уақыт режимінде хабардар болуын қамтамасыз етеді.
2. Ауыл шаруашылығын суару: суды үнемдеу және тиімділік үшін дәл бақылау
Меконг атырауындағы суару каналының суын өлшеу жобасында ашық арналы ағын өлшегіш технологиясы дәстүрлі ауылшаруашылық суды пайдалану үлгілерін өзгертуде:
Қолдану сценарийі, Дәстүрлі қақпаны басқару, Радарлық ағын өлшегішті реттеу, Тиімділікті арттыру
Күрішті суару: уақыт бойынша кезектесіп егу, сұраныс бойынша дәл бөлу, суды 38% үнемдеу.
Тұзды-сілтілік жерлерді басқару: Эмпирикалық жуу, сандық жуу, тиімділікті 52%-ға арттыру.
Құрғақ маусымда суды бөлу: Тең бөлу, басымдықты динамикалық реттеу, дауларды 87%-ға азайту.
Су ресурстары министрлігінің қызметкері Facebook-тегі жазбасында: «Төтенше жағдайларды зерттеуге арналған портативті ағын өлшегіштер құрғақшылықты бағалауда маңызды рөл атқарды, бұл суару ауданының ағынын 15 минут ішінде картаға түсіруге мүмкіндік берді», - деп жазды.
3. Қалалық су шаруашылығы: ақылды дренаж және су тасқынының алдын алудың жаңа шешімдері
Су басу қаупі жоғары 23 нүктеде орналастырылған қалалық дренажды кәріз ағынын бақылау жүйесі радарлық ағын өлшегіштерді пайдалана отырып, келесі нәтижелерге қол жеткізді:
- Су басу туралы ескерту дәлдігі 91%-ға дейін жақсарды.
- Дренаж желісін жіберу уақыты 40%-ға қысқарды.
- 2024 жылғы жаңбырлы маусымда нөлдік шығын болды.
Бұл жүйе қалалық деңгейдегі су ресурстарын басқару ағынын өлшеу платформасына біріктірілген, деректерді метеорологиялық, көлік және төтенше жағдайлар департаменттерімен байланыстырып, қалалық «Су қауіпсіздігі миын» құрады.
Әлемдік орналасу: Технология экспортының үш стратегиялық жолы
Бірінші жол: Әртүрлі гидрологиялық жағдайларға бейімделген жеке шешімдер
Гидрологиялық радар ағын өлшегіштері әртүрлі жаһандық гидрологиялық орталарда өздерінің бейімделу қабілетін дәлелдеуде:
Аймақ, Гидрологиялық сипаттамалар, Радарлық технология шешімі, Қолдану нәтижелері
Амазонка бассейні: кең өзен беті, ағын жылдамдығының үлкен ауытқуы, көп радарлы желі, кеме қатынасы қауіпсіздігі туралы ескертулердің 76%-ға жақсаруы.
Ганг атырауы: айтарлықтай толқын әсері, толқынды өтеу алгоритмдері, тұздылықты бақылаудың 95% дәлдігі.
Сахара шекарасы, Африка: Үзілісті өзендер, күн энергиясы + төмен қуат режимі, құрғақшылықты бағалау шығындарын 65%-ға төмендету.
Екінші жол: Өнім матрицасы тұрақтыдан портативтіге дейін
Әртүрлі сценарийлердің қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін жетекші әлемдік өндірушілер толық өнім желісін әзірледі:
- Бекітілген радарлық ағын өлшегіш: маңызды гидрологиялық станциялар, су электр станциялары, трансшекаралық өзендер үшін.
- Төтенше жағдайларды зерттеуге арналған портативті ағын өлшегіш: апаттан кейінгі бағалау, уақытша мониторинг, ғылыми зерттеулер үшін.
- Миниатюралық Доплерлік радар сенсорлары: шағын таулы суайрықтар, қалалық дренаж желілері, ауылшаруашылық терминалдық арналары үшін.
Үшінші жол: Жабдықтарды сатудан жүйелік қызметтерге дейін бизнес-модельді жаңарту
Нидерланды гидрологиялық аспаптар қауымдастығының 2024 жылғы ақ қағазында: «Қашықтан телеметриялық ағынды бақылау жүйелерінің таралуы саланы «аппараттық құралдарды сатудан» «деректер қызметтеріне» итермелейді. Кәсіпорындар бұлтты платформа құру және жасанды интеллект алгоритмі қызметтерінде бірегей артықшылықтарды көрсетіп жатыр», - делінген.
Инновациялық шекара: Келесі буын гидрологиялық радарын дамытудың бес бағыты
1. Көп физикалық өрісті біріктіру сенсоры
Келесі буын радарлық жылдамдық өлшегіштері су температурасын, лайлылығын және су сапасын өлшеу үшін көп параметрлі сенсорлық модульдерді біріктіреді, бұл «бір құрылғы, бірнеше өлшеу» функциясына қол жеткізуге мүмкіндік береді. ЕО-ның «Ақылды өзендер 2025» жобасында бұл негізгі зерттеу бағыты ретінде көрсетілген.
2. Шеткі жасанды интеллект есептеулері
Құрылғының ұшына жасанды интеллект чиптерін біріктіру нақты уақыт режимінде деректерді өңдеуге және аномалияларды анықтауға мүмкіндік береді, деректерді беру көлемін 90%-ға азайтады. Пилоттық жоба серпінді прогреске қол жеткізді.
3. Сандық егіз өзен бассейндері
Радарлық желілер арқылы өзендердің нақты уақыт режиміндегі 3D сандық модельдерін құру. Бір топ ірі өзеннің төменгі ағысындағы сандық егіз жүйесінде су тасқынының таралуын модельдеу қателігін <5% деңгейіне жеткізді.
4. Блокчейн арқылы деректерді аутентификациялау
Шекарааралық өзендерді бақылауда блокчейн технологиясын қолдану гидрологиялық деректердің өзгермейтіндігін және шекарааралық деректерді алмасудың сенімді тетіктерін қамтамасыз етеді. Аймақтық ынтымақтастық шеңберінде тиісті пилоттық жобалар іске қосылды.
5. Қоғамдық қатысу мониторингі
Жеңілдетілген портативті ағын өлшегіштер мен мобильді қосымшалар арқылы өзен жағалауындағы тұрғындар мен қоршаған ортаны қорғау ұйымдары деректер жинауға қатысуда. «Азаматтық гидрология» жобасы 100 000-нан астам қатысушыны тартты.
Нарық ауқымы және салалық құрылым
Гидрологиялық мониторинг жабдықтарының жаһандық нарығының болжамы (2023-2028 жж.)
Радарлық байланыссыз ағын өлшегіштердің жылдық қосылыс өсу қарқыны: 34,7%
Дәстүрлі контактілі ағын өлшегіштердің жылдық қосылыс өсу қарқыны: 2,3%
Аймақтық нарық үлесіндегі өзгерістер:
- Азия-Тынық мұхиты аймағы: 2023 38% -> 2028 52%
- Еуропа: 2023 31% -> 2028 25%
- Солтүстік Америка: 2023 22% -> 2028 18%
Технологиялық жетістіктер және нарықтың кеңеюі
2023 жылғы радарлық гидрологиялық жабдықтардың экспорттық деректері мынаны көрсетеді:
- Радарлық ағын өлшегіштерінің экспорты жыл сайын 340%-ға өсті.
- Ашық арналы ағын өлшегіш технологиясы «Бір белдеу, бір жол» бастамасының 28 елінде қолданылады.
- Халықаралық патенттік өтінімдер әлемдік жалпы көлемнің 43%-ын құрады, бұл 2020 жылмен салыстырғанда 25 пайыздық пунктке өскен.
Бір аға инженер сұхбатында былай деді: «Гидрологиялық радарлық ағын өлшегіштер саласында технологияны қадағалайтындардан инновациялық көшбасшыларға ауысты. Мақсат - жаһандық су қауіпсіздігі мәселелеріне кешенді шешім ұсыну».
Әлеуметтік құндылық: Технологиядан тыс көп өлшемді әсер
1. Апаттардың алдын алу және олардың салдарын азайту: Әрбір деректер нүктесі – өмірлік маңызды құрал
2023 жылғы су тасқыны маусымы кезінде орналастырылған радарлық ағынды бақылау желісі 12 000 ескерту жасап, 1,2 миллионнан астам адамның көшірілуіне көмектесті. Біріккен Ұлттар Ұйымының кеңсесі бұл технологияны «ең тиімді ерте ескерту жүйелерінің» бірі ретінде тізімге енгізді.
2. Экологиялық қорғау: өзен денсаулығына көңіл бөлу
Сулы-батпақты қорықта радар деңгейінің жылдамдық өлшегіштері миллиметрлік су деңгейін бақылау арқылы қоныс аударатын құстардың мекендейтін жерлерін қорғаудың ғылыми негізін қамтамасыз етеді. Қоршаған ортаны қорғау ұйымы жалпыға қолжетімді радар деректерін пайдалана отырып, өзеннің үш бөлігі үшін экологиялық ағынды кепілдендіру шараларын сәтті түрде ілгерілетті.
3. Су ресурстарының теңдігі: деректерге негізделген тарату әділдігі
Ірі халықаралық өзен бассейнінде Дүниежүзілік банк қаржыландырған радарлық мониторинг жобасы трансшекаралық су ресурстарын бөлу дауларын 40%-ға азайтты. Ашық және сенімді деректер халықаралық өзен дауларын шешудің техникалық негізіне айналуда.
4. Қоғамдық ғылым: Әркім гидрологиялық бақылаушы
Төтенше жағдайларды зерттеуге арналған жеңілдетілген портативті ағын өлшегіштер және әлеуметтік медиа платформалары арқылы жаһандық «Азаматтық гидрологиялық ғылым» қозғалысы пайда болуда. #RiverWatcher TikTok тақырыбы 800 миллионнан астам қаралым жинады.
Серверлердің толық жиынтығы және бағдарламалық жасақтама сымсыз модулі, RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN қолдайды
Email: info@hondetech.com
Компания веб-сайты:www.hondetechco.com
Тел: +86-15210548582
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 29 желтоқсан