Юго-Восточная Азия, характеризующаяся тропическим климатом, частыми муссонами и горным рельефом, является одним из регионов мира, наиболее подверженных наводнениям в горах. Традиционного мониторинга осадков в отдельных точках уже недостаточно для современных задач раннего оповещения. Поэтому крайне важно создать интегрированную систему мониторинга и оповещения, сочетающую космические, небесные и наземные технологии. Основу такой системы составляют: гидрологические радиолокационные датчики (для макроскопического мониторинга осадков), дождемеры (для точной калибровки на уровне земли) и датчики смещения (для мониторинга геологических условий на месте).
Следующий комплексный пример применения иллюстрирует совместную работу этих трех типов датчиков.
I. Пример применения: Проект раннего предупреждения о горных наводнениях и оползнях в водоразделе острова Ява, Индонезия
1. Предыстория проекта:
Горные деревни в центральной части острова Ява постоянно страдают от муссонных дождей, что приводит к частым наводнениям и сопутствующим оползням, которые представляют серьёзную угрозу для жизни жителей, имущества и инфраструктуры. Местные власти в сотрудничестве с международными организациями реализовали комплексный проект мониторинга и оповещения в типичном небольшом водоразделе региона.
2. Конфигурация и роли датчиков:
- «Sky Eye» — гидрологические радиолокационные датчики (пространственный мониторинг)
- Роль: Макроскопическое прогнозирование тенденций и оценка площадей осадков на водосборах.
- Развёртывание: Сеть небольших гидрологических радаров X- или C-диапазона была развернута на возвышенностях вокруг водосборного бассейна. Эти радары сканируют атмосферу над всем водосборным бассейном с высоким пространственно-временным разрешением (например, каждые 5 минут, сетка 500 × 500 м), оценивая интенсивность осадков, направление и скорость их движения.
- Приложение:
- Радар обнаруживает интенсивное дождевое облако, движущееся к верхнему водоразделу, и рассчитывает, что оно покроет весь водораздел в течение 60 минут, при этом предполагаемая средняя интенсивность осадков по площади превысит 40 мм/ч. Система автоматически выдаёт предупреждение уровня 1 (рекомендательное), уведомляя наземные станции мониторинга и руководящий персонал о необходимости подготовки к проверке данных и экстренному реагированию.
- Данные радара позволяют составить карту распределения осадков по всему водосборному бассейну, точно определяя «горячие точки» с наибольшими осадками, что служит важной информацией для последующих точных предупреждений.
- «Наземный эталон» — дождемеры (точный мониторинг в конкретной точке)
- Роль: сбор наземных данных и калибровка радиолокационных данных.
- Развертывание: Десятки дождемеров с опрокидывающимся ведерком были установлены по всему водоразделу, особенно выше по течению от деревень, на разных высотах и в зонах, выявленных радарами. Эти датчики регистрируют фактическое количество осадков на уровне земли с высокой точностью (например, 0,2 мм/наконечник).
- Приложение:
- Когда гидрологический радар выдаёт предупреждение, система немедленно получает данные с дождемеров в режиме реального времени. Если несколько дождемеров подтверждают, что суммарное количество осадков за последний час превысило 50 мм (заданное пороговое значение), система повышает уровень предупреждения до 2-го (предупреждение).
- Данные дождемера непрерывно передаются в центральную систему для сравнения и калибровки с радиолокационными оценками, что непрерывно повышает точность инверсии осадков и сокращает количество ложных срабатываний и пропусков. Они служат своего рода «наземной оценкой» для проверки радиолокационных предупреждений.
- «Пульс Земли» — Датчики смещения (мониторинг геологического отклика)
- Роль: Мониторинг фактической реакции склона на осадки и непосредственное предупреждение оползней.
- Развертывание: На участках с высоким риском оползней, выявленных в ходе геологических исследований в пределах водораздела, был установлен ряд датчиков смещения, в том числе:
- Скважинные инклинометры: устанавливаются в буровых скважинах для контроля незначительных смещений глубоких подземных пород и грунта.
- Измерители трещин/проволочные экстензометры: устанавливаются на поверхности трещин для контроля изменений ширины трещин.
- Станции мониторинга ГНСС (Глобальная навигационная спутниковая система): отслеживают смещения поверхности на уровне миллиметров.
- Приложение:
- Во время сильных осадков дождемеры подтверждают высокую интенсивность осадков. На этом этапе датчики смещения предоставляют важнейшую информацию — устойчивость склона.
- Система фиксирует внезапное ускорение скорости смещения, зафиксированное глубинным инклинометром на склоне повышенной опасности, в сочетании с непрерывным расширением показаний поверхностных трещиномеров. Это указывает на просачивание дождевой воды на склон, формирование скользящей поверхности и неизбежный оползень.
- На основе этих данных о перемещении в режиме реального времени система обходит предупреждения, основанные на количестве осадков, и напрямую выдает тревогу самого высокого уровня 3 (экстренное оповещение), уведомляя жителей, находящихся в опасной зоне, с помощью вещания, SMS-сообщений и сирен о необходимости немедленной эвакуации.
II. Совместная работа датчиков
- Фаза раннего предупреждения (от начала выпадения осадков до первых осадков): Гидрологический радар сначала обнаруживает интенсивные дождевые облака выше по течению, обеспечивая раннее предупреждение.
- Фаза подтверждения и эскалации (во время осадков): дождемеры подтверждают, что количество осадков на уровне земли превышает пороговые значения, уточняя и локализуя уровень предупреждения.
- Фаза критического действия (перед стихийным бедствием): датчики смещения обнаруживают прямые сигналы о неустойчивости склона, активируя наивысший уровень оповещения о надвигающейся катастрофе, давая критически важные «последние несколько минут» для эвакуации.
- Калибровка и обучение (на протяжении всего процесса): данные дождемера непрерывно калибруют радар, а все данные датчиков записываются для оптимизации будущих моделей предупреждений и пороговых значений.
III. Резюме и проблемы
Этот комплексный подход с использованием множества датчиков обеспечивает надежную техническую поддержку для борьбы с горными наводнениями и оползнями в Юго-Восточной Азии.
- Гидрологический радар отвечает на вопрос «Где пройдут сильные дожди?», предоставляя заблаговременность.
- Дождемеры отвечают на вопрос «Сколько на самом деле выпало осадков?», предоставляя точные количественные данные.
- Датчики смещения отвечают на вопрос «Не сдвинется ли земля?», предоставляя прямые доказательства надвигающейся катастрофы.
Проблемы включают в себя:
- Высокие затраты: развертывание и обслуживание радиолокационных и плотных сенсорных сетей требует больших затрат.
- Трудности обслуживания: в отдаленных, влажных и горных районах обеспечение электроснабжения (часто с использованием солнечной энергии), передача данных (часто с использованием радиочастот или спутников) и физическое обслуживание оборудования представляют собой значительную проблему.
- Техническая интеграция: для интеграции данных из нескольких источников и обеспечения автоматизированного и быстрого принятия решений необходимы мощные платформы и алгоритмы обработки данных.
- Полный комплект серверов и программного беспроводного модуля, поддерживает RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWANпожалуйста, свяжитесь с Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Сайт компании:www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Время публикации: 19 сентября 2025 г.