Үндістанның кенеттен су тасқыны туралы ерте ескерту үшін интеграцияланған мониторинг жүйесін қолдануы – Химачал-Прадеш жағдайы

Абстракт

Үндістан - су тасқынынан, әсіресе солтүстік және солтүстік-шығыс Гималай аймақтарында жиі зардап шегетін ел. Көбінесе апаттан кейінгі шараларға бағытталған дәстүрлі апаттарды басқару әдістері айтарлықтай шығындар мен экономикалық шығындарға әкелді. Соңғы жылдары Үндістан үкіметі су тасқынын ерте ескерту үшін жоғары технологиялық шешімдерді қабылдауды белсенді түрде насихаттап келеді. Химачал-Прадеш штатына қатты әсер еткен бұл зерттеу радарлық ағын өлшегіштерді, автоматты жаңбыр өлшегіштерін және ығысу сенсорларын біріктіретін интеграцияланған су тасқыны туралы ескерту жүйесінің (FFWS) қолданылуын, тиімділігін және қиындықтарын егжей-тегжейлі сипаттайды.

1. Жобаның негізі және қажеттілігі

Химачал-Прадештің жер бедері тік таулармен және терең аңғарлармен, тығыз өзендер желісімен сипатталады. Муссон маусымында (маусым-қыркүйек) оңтүстік-батыс муссонының әсерінен қысқа мерзімді, жоғары қарқынды жауын-шашынға өте сезімтал, бұл жойқын су тасқыны мен көшкінге әкелді. 2013 жылы Уттаракхандта мыңдаған адамның өмірін қиған Кедарнат апаты маңызды ескерту болды. Дәстүрлі жаңбыр өлшегіш желісі сирек болды және деректер беру кешіктірілді, бұл кенеттен, жоғары локализацияланған қатты жаңбыр туралы дәл бақылау және жедел ескерту қажеттілігін қанағаттандыра алмады.

Негізгі қажеттіліктер:

1. Нақты уақыт режимінде мониторинг: Шалғай, қол жетпейтін суайрықтардағы жауын-шашын мен өзен суының деңгейі туралы минуттық деректерді жинау.
2. Дәл болжам: Су тасқыны шыңдарының келу уақытын және ауқымын болжау үшін сенімді жауын-шашын ағынының модельдерін жасаңыз.
3. Геологиялық қауіпті бағалау: Қатты жаңбырдан туындаған беткейлердің тұрақсыздығы мен көшкін қаупін бағалаңыз.
4. Жедел ескерту: Эвакуацияға бағалы уақыт жұмсау үшін жергілікті билік органдары мен қауымдастықтарға ескерту ақпаратын кедергісіз жеткізіңіз.

2. Жүйелік компоненттер және технологияны қолдану

Осы қажеттіліктерді қанағаттандыру үшін Химачал-Прадеш Орталық су комиссиясымен (CWC) және Үндістан метеорологиялық департаментімен (IMD) бірлесіп, жоғары қауіпті су айдындарында (мысалы, Сутлеж, Биас бассейндері) озық FFWS орналастырды.

1. Автоматты жаңбыр өлшегіштері (ARGs)

• Функциясы: Ең алдыңғы қатардағы және негізгі сенсорлық бірліктер ретінде ARG ең маңызды деректерді жинауға жауапты: жауын-шашынның қарқындылығы және жиналған жауын-шашын. Бұл кенеттен су тасқынының пайда болуының тікелей қозғаушы факторы.
• Техникалық ерекшеліктері: Төңкеру механизмін пайдаланып, олар әрбір 0,5 мм немесе 1 мм жауын-шашын үшін сигнал жасайды, деректерді нақты уақыт режимінде басқару орталығына GSM/GPRS немесе спутниктік байланыс арқылы жібереді. Олар суайрықтардың жоғарғы, орта және төменгі ағыстарында стратегиялық түрде орналастырылып, жауын-шашынның кеңістіктік өзгергіштігін тіркейді, тығыз мониторинг желісін қалыптастырады.
• Рөл: Модельдік есептеулер үшін кіріс деректерін қамтамасыз ету. ARG жауын-шашынның қарқындылығының алдын ала белгіленген шекті деңгейден асып түсетінін тіркеген кезде (мысалы, сағатына 20 мм), жүйе автоматты түрде бастапқы дабыл сигналын іске қосады.

2. Байланыссыз радарлық ағын/деңгей өлшегіштері (радарлық су деңгейінің датчиктері)

• Функциясы: Көпірлерге немесе жағалаудағы құрылыстарға орнатылған олар өзен бетіне дейінгі қашықтықты жанаспай өлшейді, осылайша нақты уақыт режиміндегі су деңгейін есептейді. Су деңгейі қауіпті белгілерден асқан кезде олар тікелей ескерту береді.
• Техникалық ерекшеліктері:
  • Артықшылығы: Дәстүрлі жанасу негізіндегі сенсорлардан айырмашылығы, радар сенсорлары су тасқыны кезіндегі шөгінділер мен қоқыстардың әсерінен зардап шекпейді, минималды техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді және жоғары сенімділікті қамтамасыз етеді.
  • Деректерді қолдану: Гидрологиялық модельдерді калибрлеу және тексеру үшін жоғары ағыстағы жауын-шашын деректерімен біріктірілген нақты уақыт режиміндегі су деңгейінің деректері қолданылады. Су деңгейінің көтерілу жылдамдығын талдау арқылы жүйе су тасқыны шыңын және төменгі ағыстағы аудандар үшін оның келу уақытын дәлірек болжай алады.
• Рөл: Су тасқыны болып жатқаны туралы нақты дәлелдер келтіріңіз. Олар жауын-шашын болжамдарын растау және төтенше жағдайларға жауап беру үшін маңызды.

3. Ығысу/жарықшақ сенсорлары (жарықшақ өлшегіштері және инклинометрлер)

• Функциясы: Көшкін қаупі бар беткейлерді немесе қоқыс ағындарын ығысу мен деформацияны бақылау. Олар белгілі көшкін нысандарына немесе жоғары қауіпті беткейлерге орнатылады.
• Техникалық ерекшеліктері: Бұл сенсорлар беткі жарықтардың кеңеюін (жарық өлшегіштер) немесе жер асты топырақ қозғалысын (инклинометрлер) өлшейді. Ығысу жылдамдығы қауіпсіз шекті мәннен асып кеткенде, бұл көлбеу тұрақтылығының тез төмендеуін және үздіксіз жауын-шашын кезінде үлкен сырғанау ықтималдығының жоғары екенін көрсетеді.
• Рөлі: Геологиялық қауіп қаупін тәуелсіз бағалауды қамтамасыз ету. Жауын-шашын су тасқыны туралы ескерту деңгейіне жетпесе де, іске қосылған ығысу сенсоры белгілі бір аумақ үшін көшкін/қалдық ағыны туралы ескертуді шақырады, бұл таза су тасқыны туралы ескертулерге маңызды қосымша ретінде қызмет етеді.

Жүйелік интеграция және жұмыс процесі:
ARG, радар сенсорлары және ығысу сенсорларынан алынған деректер орталық ескерту платформасында жиналады. Кіріктірілген гидрологиялық және геологиялық қауіп модельдері интеграцияланған талдауды орындайды:

1. Жауын-шашын туралы деректер ағынды су көлемі мен су деңгейін болжау үшін модельдерге енгізіледі.
2. Нақты уақыттағы радарлық су деңгейінің деректері модельдің дәлдігін үздіксіз түзету және жақсарту үшін болжамдармен салыстырылады.
3. Орын ауыстыру деректері шешім қабылдау үшін параллель индикатор ретінде қызмет етеді.
   Кез келген деректер комбинациясы алдын ала белгіленген көп деңгейлі шектен (кеңес беру, бақылау, ескерту) асып кеткеннен кейін, жүйе жергілікті шенеуніктерге, төтенше жағдайларға жауап беру топтарына және қоғамдастық жетекшілеріне SMS, мобильді қосымшалар және сиреналар арқылы автоматты түрде ескертулер жібереді.

3. Нәтижелер және әсер

• Жеткізу уақытының ұлғаюы: Жүйе маңызды ескерту уақытын нөлден 1-3 сағатқа дейін арттырды, бұл қауіпті ауылдарды эвакуациялауды мүмкін етті.
• Өмірден айырылу санының азаюы: Соңғы жылдары бірнеше рет қатты жаңбыр жауған кезде Химачал-Прадеш бірнеше алдын ала эвакуацияны сәтті жүзеге асырып, ірі шығындардың алдын алды. Мысалы, 2022 жылғы муссон кезінде Манди ауданы ескертулерге сүйене отырып 2000-нан астам адамды эвакуациялады; кейінгі су тасқынында ешкім қаза тапқан жоқ.
• Деректерге негізделген шешім қабылдау: Парадигманы тәжірибелік пайымдауға тәуелділіктен ғылыми және объективті апаттарды басқаруға ауыстырды.
• Қоғамдық хабардарлықты арттыру: Жүйенің болуы және сәтті ескерту жағдайлары қоғамдастықтың хабардарлығын және ерте ескерту ақпаратына деген сенімін айтарлықтай арттырды.

4. Қиындықтар және болашақ бағыттар

• Техникалық қызмет көрсету және құны: Қатал ортада орналастырылған сенсорлар деректердің үздіксіздігі мен дәлдігін қамтамасыз ету үшін үнемі техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді, бұл жергілікті қаржылық және техникалық мүмкіндіктерге үнемі қиындық тудырады.
• «Соңғы миль» байланысы: Ескерту хабарламаларының әрбір шалғай ауылдағы әрбір адамға, әсіресе қарттар мен балаларға жетуін қамтамасыз ету одан әрі жетілдіруді қажет етеді (мысалы, радиоға, қоғамдық қоңырауларға немесе гонгтарға қосалқы ретінде сүйену).
• Модельді оңтайландыру: Үндістанның күрделі географиясы дәлдікті жақсарту үшін болжау модельдерін оқшаулау және оңтайландыру үшін үздіксіз деректерді жинауды қажет етеді.
• Қуат және байланыс: Шалғай аудандарда тұрақты электрмен жабдықтау және ұялы байланыс желісін қамту проблемалы болып қала береді. Кейбір станциялар қымбатырақ күн энергиясы мен спутниктік байланысқа сүйенеді.

Болашақ бағыттар: Үндістан жауын-шашынды дәлірек анықтау үшін ауа райы радары сияқты көбірек технологияларды біріктіруді, оңтайландырылған ескерту алгоритмдері үшін тарихи деректерді талдау үшін жасанды интеллект (ЖИ) және машиналық оқытуды пайдалана отырып, жүйенің қамту аясын басқа кенеттен су тасқыны қаупі бар штаттарға кеңейтуді жоспарлап отыр.

Қорытынды

Үндістанның Химачал-Прадеш штатындағы кенеттен су тасқыны туралы ескерту жүйесі табиғи апаттарға қарсы күресу үшін заманауи технологияларды пайдаланатын дамушы елдер үшін үлгі болып табылады. Автоматты жаңбыр өлшегіштерін, радарлық ағын өлшегіштерін және ығысу сенсорларын біріктіру арқылы жүйе «аспаннан жерге» көп қабатты бақылау желісін жасайды, бұл кенеттен су тасқыны мен оның қайталама қауіптері туралы пассивті жауаптан белсенді ескертуге парадигманың ауысуына мүмкіндік береді. Қиындықтарға қарамастан, бұл жүйенің өмір мен мүлікті қорғаудағы дәлелденген құндылығы бүкіл әлемдегі ұқсас аймақтар үшін сәтті, қайталанатын модельді ұсынады.

Серверлердің толық жиынтығы және бағдарламалық жасақтама сымсыз модулі, RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN қолдайды

Сенсорлар туралы қосымша ақпарат алу үшін,

Honde Technology Co., LTD компаниясына хабарласыңыз.

Email: info@hondetech.com

Компания веб-сайты:www.hondetechco.com

Тел: +86-15210548582