Характеристики сезона дождей в сливовом сезоне и потребности в мониторинге осадков
Сливовый дождь (Мэйюй) — уникальное явление осадков, образующееся во время продвижения на север восточноазиатского летнего муссона, в первую очередь затрагивающее бассейн реки Янцзы в Китае, остров Хонсю в Японии и Южную Корею. Согласно национальному стандарту Китая «Индикаторы мониторинга Мэйюй» (GB/T 33671-2017), регионы сливовых дождей в Китае можно разделить на три зоны: Цзяннань (I), Средне-Нижняя Янцзы (II) и Цзянхуай (III), каждая из которых имеет свои собственные даты начала — район Цзяннань обычно входит в сезон Мэйюй в среднем 9 июня, затем Средняя-Нижняя Янцзы 14 июня и Цзянхуай 23 июня. Эта пространственно-временная изменчивость создает спрос на обширный, непрерывный мониторинг осадков, предоставляя широкие возможности для применения дождемеров.
Сезон сливовых дождей 2025 года продемонстрировал раннее начало: в регионах Цзяннань и Средне-Нижняя Янцзы наступил период Мэйю 7 июня (на 2-7 дней раньше обычного), а в регионе Цзянхуай – 19 июня (на 4 дня раньше). Это раннее начало сезона повысило актуальность мер по предотвращению наводнений. Сливовые дожди характеризуются продолжительностью, высокой интенсивностью и широким охватом территории. Например, в 2024 году количество осадков в Средне-Нижней Янцзы превысило средние исторические показатели более чем на 50%, а в некоторых районах наблюдался «сильный Мэйю», вызвавший сильные наводнения. В связи с этим точный мониторинг осадков становится краеугольным камнем принятия решений по борьбе с наводнениями.
Традиционные ручные наблюдения за осадками имеют существенные ограничения: низкая частота измерений (обычно 1-2 раза в день), медленная передача данных и невозможность учесть кратковременные сильные осадки. Современные автоматические дождемеры, работающие по принципу опрокидывающегося ведра или взвешивания, позволяют проводить ежеминутный или даже ежесекундный мониторинг, а беспроводная передача данных в режиме реального времени значительно повышает оперативность и точность. Например, система опрокидывающегося ведра на водохранилище Саньдуси в Юнкане (провинция Чжэцзян) напрямую передает данные на гидрологические платформы провинции, обеспечивая «удобный и эффективный» мониторинг осадков.
К основным техническим проблемам относятся: сохранение точности измерений во время экстремальных осадков (например, 660 мм за 3 дня в городе Тайпин в провинции Хубэй в 2025 году — 1/3 годовой нормы осадков); надежность оборудования во влажной среде; и репрезентативное размещение станций на сложных рельефах. Современные дождемеры решают эти проблемы благодаря использованию антикоррозионных материалов из нержавеющей стали, резервированию двух опрокидывающихся ведер и солнечной энергии. Плотные сети на базе Интернета вещей, такие как система «Digital Levee» в Чжэцзяне, обновляют данные об осадках каждые 5 минут с 11 станций.
Примечательно, что изменение климата усиливает экстремальные явления в районе Мейю: в 2020 году количество осадков в Мейю превысило среднее значение на 120% (максимальное с 1961 года), что требует использования дождемеров с более широким диапазоном измерений, ударопрочностью и надежной передачей данных. Данные Мейю также используются в климатических исследованиях, давая информацию для разработки долгосрочных стратегий адаптации.
Инновационные приложения в Китае
В Китае разработаны комплексные системы мониторинга осадков — от традиционных ручных наблюдений до интеллектуальных решений Интернета вещей, при этом дождемеры превращаются в важнейшие узлы интеллектуальных гидрологических сетей.
Цифровые сети борьбы с наводнениями
Система «Цифровая дамба» района Сючжоу служит примером современных приложений. Интегрируя дождемеры с другими гидрологическими датчиками, она каждые 5 минут загружает данные на платформу управления. «Раньше мы вручную измеряли количество осадков с помощью мерных цилиндров — неэффективно и опасно в ночное время. Теперь мобильные приложения предоставляют данные по всему бассейну в режиме реального времени», — сказал Цзян Цзяньмин, заместитель директора сельскохозяйственного управления посёлка Вандянь. Это позволяет сотрудникам сосредоточиться на упреждающих мерах, таких как проверка дамб, что повышает эффективность реагирования на наводнения более чем на 50%.
В городе Тунсян система «Умный контроль затоплений» объединяет данные 34 телеметрических станций с 72-часовыми прогнозами уровня воды на основе искусственного интеллекта. В течение сезона Мэйюй 2024 года система выпустила 23 отчета об осадках, 5 предупреждений о наводнениях и 2 оповещения о пиковом стоке, что демонстрирует ключевую роль гидрологии как «глаз и ушей» в борьбе с наводнениями. Данные минутных дождемеров дополняют данные радиолокационных и спутниковых наблюдений, формируя многомерную систему мониторинга.
Применение в водохранилищах и сельском хозяйстве
В водохранилище Саньдуси в Юнкане для управления водными ресурсами используются автоматизированные водомерные установки на восьми ответвлениях канала, а также ручные измерения для оптимизации орошения. «Сочетание методов обеспечивает рациональное водораспределение и повышает автоматизацию мониторинга», — пояснил управляющий Лу Цинхуа. Данные об осадках напрямую влияют на график орошения и распределение воды.
В период наступления урагана Мэйю в 2025 году Институт водных наук провинции Хубэй использовал систему прогнозирования наводнений в режиме реального времени, интегрирующую круглосуточные прогнозы погоды с данными о состоянии водохранилищ. Система запускает 26 моделирований штормов и обеспечивает проведение 5 экстренных совещаний, а её надёжность зависит от точности показаний дождемеров.
Технологические достижения
Современные дождемеры включают в себя несколько ключевых инноваций:
- Гибридное измерение: сочетание принципов опрокидывающегося ведра и взвешивания для поддержания точности при любой интенсивности (0,1–300 мм/ч) с учетом переменного количества осадков в Мэйю.
- Самоочищающиеся конструкции: ультразвуковые датчики и гидрофобные покрытия предотвращают накопление мусора, что особенно важно во время сильных ливней Meiyu. Японская компания Oki Electric сообщает о сокращении затрат на техническое обслуживание на 90% благодаря таким системам.
- Периферийные вычисления: обработка данных на устройстве отфильтровывает шум и локально идентифицирует экстремальные события, обеспечивая надежность даже при сбоях в сети.
- Интеграция нескольких параметров: комплексные станции Южной Кореи измеряют количество осадков наряду с влажностью и температурой, что позволяет точнее прогнозировать оползни, связанные с Мэйю.
Проблемы и будущие направления
Несмотря на прогресс, ограничения сохраняются:
- Экстремальные условия: «бурный Мэйюй» 2024 года в Аньхое перегрузил некоторые датчики, способные выдерживать 300 мм/ч
- Интеграция данных: разрозненные системы затрудняют межрегиональное прогнозирование наводнений
- Охват сельской местности: в отдаленных горных районах недостаточно точек мониторинга.
Новые решения включают в себя:
- Мобильные датчики, размещаемые с помощью дронов: Министерство водных ресурсов Китая провело испытания датчиков, размещаемых с помощью беспилотников, для быстрого развертывания во время наводнений 2025 года.
- Проверка блокчейна: пилотные проекты в Чжэцзяне обеспечивают неизменность данных для принятия критически важных решений
- Прогнозирование на основе искусственного интеллекта: новая модель Шанхая сокращает количество ложных тревог на 40% благодаря машинному обучению
Поскольку изменение климата усиливает изменчивость Meiyu, для датчиков следующего поколения потребуются:
- Повышенная долговечность (водонепроницаемость IP68, эксплуатация при температуре от -30°C до 70°C)
- Более широкие диапазоны измерений (0~500 мм/ч)
- Более тесная интеграция с сетями IoT/5G
Как отмечает директор Цзян: «То, что начиналось как простое измерение количества осадков, стало основой для интеллектуального управления водными ресурсами». От борьбы с наводнениями до исследований климата, дождемеры остаются незаменимыми инструментами для обеспечения устойчивости в регионах с обильными сливовыми дождями.
Пожалуйста, свяжитесь с Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Сайт компании:www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Время публикации: 25 июня 2025 г.