პროექტის ისტორია
სამხრეთ-აღმოსავლეთ აზია, რომელიც ტროპიკული მუსონური კლიმატით ხასიათდება, ყოველწლიურად წვიმების სეზონზე ძლიერი წყალდიდობის საფრთხის წინაშე დგას. მაგალითად, წარმომადგენლობითი ქვეყნის „ჩაო ფრაიას მდინარის აუზის“ გამოყენებით, ეს აუზი მიედინება ქვეყნის ყველაზე მჭიდროდ დასახლებულ და ეკონომიკურად განვითარებულ დედაქალაქსა და მიმდებარე რეგიონებში. ისტორიულად, უეცარი კოკისპირული წვიმების, ზედა დინების მთიანი ტერიტორიებიდან სწრაფი ჩამონადენისა და ურბანული დატბორვის ურთიერთქმედებამ ტრადიციული, ხელით და გამოცდილებაზე დაფუძნებული ჰიდროლოგიური მონიტორინგის მეთოდები არაადეკვატური გახადა, რაც ხშირად იწვევდა დროულ გაფრთხილებებს, მნიშვნელოვან ქონებრივ ზიანს და მსხვერპლსაც კი.
ამ რეაქტიული მიდგომიდან გადასვლის მიზნით, წყლის რესურსების ეროვნულმა დეპარტამენტმა, საერთაშორისო პარტნიორებთან თანამშრომლობით, წამოიწყო პროექტი „ჩაო ფრაიას მდინარის აუზისთვის ინტეგრირებული წყალდიდობის მონიტორინგისა და ადრეული გაფრთხილების სისტემა“. მიზანი იყო რეალურ დროში, ზუსტი და ეფექტური თანამედროვე წყალდიდობის კონტროლის სისტემის შექმნა, რომელიც გამოიყენებოდა ნივთების ინტერნეტის, სენსორული ტექნოლოგიებისა და მონაცემთა ანალიტიკის გამოყენებით.
ძირითადი ტექნოლოგიები და სენსორული გამოყენება
სისტემა აერთიანებს სხვადასხვა მოწინავე სენსორს, რომლებიც ქმნიან აღქმის ფენის „თვალებსა და ყურებს“.
1. წვიმის საზომი ვედროს ტიპისთვის – წყალდიდობის წარმოშობის „პირველი ხაზის მცველი“
- განლაგების ადგილები: ფართოდ არის გავრცელებული ზემო დინების მთიან რაიონებში, ტყის ნაკრძალებში, საშუალო ზომის წყალსაცავებსა და ქალაქის პერიფერიაზე არსებულ ძირითად წყალშემკრებ აუზებში.
- ფუნქცია და როლი:
- ნალექების რეალურ დროში მონიტორინგი: ნალექების მონაცემებს აგროვებს ყოველ წუთს, 0.1 მმ სიზუსტით. მონაცემები რეალურ დროში გადაეცემა ცენტრალურ მართვის ცენტრს GPRS/4G/სატელიტური კომუნიკაციის საშუალებით.
- შტორმის გაფრთხილება: როდესაც წვიმის საზომი მოკლე პერიოდში აფიქსირებს უკიდურესად მაღალი ინტენსივობის ნალექს (მაგ., ერთ საათში 50 მმ-ზე მეტი), სისტემა ავტომატურად ააქტიურებს საწყის განგაშს, რაც მიუთითებს ამ ტერიტორიაზე უეცარი წყალდიდობის ან სწრაფი ჩამონადენის საფრთხეზე.
- მონაცემთა შერწყმა: ნალექების მონაცემები ჰიდროლოგიური მოდელების ერთ-ერთი ყველაზე კრიტიკული შეყვანის პარამეტრია, რომელიც გამოიყენება მდინარეებში ჩამონადენის მოცულობისა და წყალდიდობის პიკების მოსვლის დროის პროგნოზირებისთვის.
2. რადარის ნაკადის მრიცხველი – მდინარის „პულსის მონიტორი“
- განლაგების ადგილები: დამონტაჟებულია ყველა მსხვილ მდინარის კალაპოტში, მათი ძირითადი შენაკადების შესართავებთან, წყალსაცავების ქვედა დინებაზე და ქალაქის შესასვლელებთან არსებულ კრიტიკულ ხიდებსა თუ კოშკებზე.
- ფუნქცია და როლი:
- უკონტაქტო სიჩქარის გაზომვა: იყენებს რადარის ტალღების არეკვლის პრინციპებს ზედაპირული წყლის სიჩქარის ზუსტად გასაზომად, რომელზეც გავლენას არ ახდენს წყლის ხარისხი ან ნალექის შემცველობა და საჭიროებს მცირე მოვლას.
- წყლის დონისა და განივი კვეთის გაზომვა: ჩაშენებულ წნევის წყლის დონის სენსორებთან ან ულტრაბგერით წყლის დონის საზომებთან ერთად, ის იღებს წყლის დონის მონაცემებს რეალურ დროში. წინასწარ ჩატვირთული მდინარის არხის განივი კვეთის ტოპოგრაფიის მონაცემების გამოყენებით, ის ითვლის რეალურ დროში ნაკადის სიჩქარეს (მ³/წმ).
- ძირითადი გამაფრთხილებელი ინდიკატორი: ნაკადის სიჩქარე წყალდიდობის სიდიდის დასადგენად ყველაზე პირდაპირი ინდიკატორია. როდესაც რადარის მრიცხველით მონიტორინგირებული ნაკადი აღემატება წინასწარ დადგენილ გამაფრთხილებელ ან საფრთხის ზღურბლებს, სისტემა სხვადასხვა დონეზე ამოქმედებს განგაშის სიგნალებს, რაც კრიტიკულ დროს იძლევა დინების მიმართულებით ევაკუაციისთვის.
3. გადაადგილების სენსორი – ინფრასტრუქტურის „უსაფრთხოების მცველი“
- განლაგების ადგილები: კრიტიკული ჯებირები, სანაპირო ჯებირები, ფერდობები და მდინარის ნაპირები, რომლებიც გეოტექნიკური საფრთხეებისკენ არიან მიდრეკილნი.
- ფუნქცია და როლი:
- სტრუქტურული მდგომარეობის მონიტორინგი: იყენებს GNSS (გლობალური ნავიგაციის თანამგზავრული სისტემა) გადაადგილების სენსორებს და ადგილზე დახრილობის მაჩვენებლებს ჯებირებისა და ფერდობების მილიმეტრიანი დონის გადაადგილების, დაცემის და დახრილობის უწყვეტი მონიტორინგისთვის.
- კაშხლის/დაზიანების გაფრთხილება: წყალდიდობის დროს წყლის დონის მატება უზარმაზარ ზეწოლას ახდენს ჰიდრავლიკურ ნაგებობებზე. გადაადგილების სენსორებს შეუძლიათ სტრუქტურული არასტაბილურობის ადრეული, შეუმჩნეველი ნიშნების აღმოჩენა. თუ გადაადგილების ცვლილების ტემპი მოულოდნელად დაჩქარდება, სისტემა დაუყოვნებლივ გამოსცემს სტრუქტურული უსაფრთხოების განგაშს, რაც თავიდან აიცილებს საინჟინრო გაუმართაობით გამოწვეულ კატასტროფულ წყალდიდობებს.
სისტემის სამუშაო პროცესი და მიღწეული შედეგები
- მონაცემთა შეგროვება და გადაცემა: აუზის მასშტაბით ასობით სენსორული კვანძი აგროვებს მონაცემებს ყოველ 5-10 წუთში ერთხელ და პაკეტებად გადასცემს მათ ღრუბლოვან მონაცემთა ცენტრს IoT ქსელის საშუალებით.
- მონაცემთა შერწყმა და მოდელის ანალიზი: ცენტრალური პლატფორმა იღებს და აერთიანებს მრავალწყაროიან მონაცემებს წვიმის საზომებიდან, რადარის ნაკადის მრიცხველებიდან და გადაადგილების სენსორებიდან. ეს მონაცემები მიეწოდება დაკალიბრებულ დაწყვილებულ ჰიდრომეტეოროლოგიურ და ჰიდრავლიკურ მოდელს რეალურ დროში წყალდიდობის სიმულაციისა და პროგნოზირებისთვის.
- ინტელექტუალური ადრეული გაფრთხილება და გადაწყვეტილების მხარდაჭერა:
- სცენარი 1: ზედა დინების მთებში წვიმის საზომები აფიქსირებენ ძლიერ შტორმს; მოდელი დაუყოვნებლივ პროგნოზირებს, რომ წყალდიდობის პიკი, რომელიც გაფრთხილების დონეს გადააჭარბებს, ქალაქ A-ს 3 საათში მიაღწევს. სისტემა ავტომატურად აგზავნის გაფრთხილებას ქალაქის A კატასტროფების პრევენციის დეპარტამენტში.
- სცენარი 2: B ქალაქში გამავალ მდინარის რადარის ნაკადის მრიცხველი აჩვენებს ნაკადის სიჩქარის სწრაფ ზრდას ერთი საათის განმავლობაში, წყლის დონე კი თითქმის აჭარბებს კაშხალს. სისტემა რთავს წითელ განგაშს და მობილური აპლიკაციების, სოციალური მედიისა და საგანგებო მაუწყებლობის საშუალებით მდინარისპირა მაცხოვრებლებისთვის გასცემს სასწრაფო ევაკუაციის ბრძანებებს.
- სცენარი 3: C წერტილში, კაშხლის ძველ მონაკვეთზე დამონტაჟებული გადაადგილების სენსორები აფიქსირებენ ანომალიურ მოძრაობას, რაც სისტემას აიძულებს, ნგრევის რისკის შესახებ შეტყობინება გაგზავნოს. სამეთაურო ცენტრს შეუძლია დაუყოვნებლივ გაგზავნოს საინჟინრო ჯგუფები გაძლიერებისთვის და წინასწარ ევაკუაცია გაუწიოს რისკის ზონაში მყოფ მოსახლეობას.
- განაცხადის შედეგები:
- გაზრდილი გაფრთხილების დრო: ტრადიციულ მეთოდებთან შედარებით, წყალდიდობის შესახებ გაფრთხილების დრო 2-4 საათიდან 6-12 საათამდე გაუმჯობესდა.
- გაძლიერებული გადაწყვეტილების მიღების სამეცნიერო სიზუსტე: რეალურ დროში მონაცემებზე დაფუძნებულმა სამეცნიერო მოდელებმა ჩაანაცვლა გამოცდილებაზე დაფუძნებული ბუნდოვანი განსჯა, რამაც უფრო ზუსტი გახადა ისეთი გადაწყვეტილებები, როგორიცაა წყალსაცავის ექსპლუატაცია და წყალდიდობის გადამისამართების არეალის გააქტიურება.
- შემცირებული დანაკარგები: სისტემის განლაგების შემდეგ პირველ წყალდიდობის სეზონზე მან წარმატებით მართა ორი მსხვილი წყალდიდობა, რომლებმაც, სავარაუდოდ, პირდაპირი ეკონომიკური ზარალი დაახლოებით 30%-ით შეამცირა და ნულოვანი მსხვერპლი გამოიწვია.
- საზოგადოების ჩართულობის გაუმჯობესება: საჯარო მობილური აპლიკაციის საშუალებით, მოქალაქეებს შეუძლიათ რეალურ დროში შეამოწმონ ინფორმაცია ნალექისა და წყლის დონის შესახებ მათ მიმდებარე ტერიტორიაზე, რაც გაზრდის საზოგადოების ცნობიერებას კატასტროფების პრევენციის შესახებ.
გამოწვევები და მომავლის პერსპექტივები
- გამოწვევები: სისტემაში საწყისი ინვესტიციის მაღალი ღირებულება; შორეულ რაიონებში საკომუნიკაციო ქსელის დაფარვა კვლავ პრობლემურია; სენსორების გრძელვადიანი სტაბილურობა და ვანდალიზმისადმი მდგრადობა მუდმივ მოვლას მოითხოვს.
- მომავლის პერსპექტივა: გეგმები მოიცავს ხელოვნური ინტელექტის ალგორითმების დანერგვას პროგნოზის სიზუსტის შემდგომი გაუმჯობესების მიზნით; თანამგზავრული დისტანციური ზონდირების მონაცემების ინტეგრირებას მონიტორინგის დაფარვის გაფართოების მიზნით; და ურბანული დაგეგმვისა და სოფლის მეურნეობის წყლის გამოყენების სისტემებთან უფრო ღრმა კავშირების შესწავლას უფრო მდგრადი „ჭკვიანი მდინარის აუზის“ მართვის ჩარჩოს შესაქმნელად.
რეზიუმე:
ეს შემთხვევის შესწავლა აჩვენებს, თუ როგორ ქმნის Tipping Bucket Rain Gauges-ის (წყაროს აღქმა), რადარის ნაკადის მრიცხველების (პროცესის მონიტორინგი) და გადაადგილების სენსორების (ინფრასტრუქტურის დაცვა) სინერგიული მუშაობა წყალდიდობის ყოვლისმომცველ, მრავალგანზომილებიან მონიტორინგისა და ადრეული გაფრთხილების სისტემას - „ციდან“ „მიწამდე“, „წყაროდან“ „სტრუქტურამდე“. ეს არა მხოლოდ წარმოადგენს წყალდიდობის კონტროლის ტექნოლოგიის მოდერნიზაციის მიმართულებას სამხრეთ-აღმოსავლეთ აზიაში, არამედ იძლევა ღირებულ პრაქტიკულ გამოცდილებას მსგავსი მდინარის აუზებში წყალდიდობის გლობალური მართვისთვის.
სერვერებისა და პროგრამული უზრუნველყოფის უსადენო მოდულის სრული კომპლექტი, მხარს უჭერს RS485 GPRS /4g/WIFI/LORAWAN-ს
გთხოვთ, დაუკავშირდეთ Honde Technology Co., LTD-ს.
Email: info@hondetech.com
კომპანიის ვებსაიტი:www.hondetechco.com
ტელ: +86-15210548582
გამოქვეყნების დრო: 2025 წლის 29 სექტემბერი