بصفتها أكبر دولة أرخبيلية في العالم، تقع في المناطق الاستوائية ذات الأمطار الغزيرة والظواهر الجوية المتطرفة المتكررة، تواجه إندونيسيا الفيضانات كأكثر الكوارث الطبيعية شيوعًا وتدميرًا. ولمواجهة هذا التحدي، شجعت الحكومة الإندونيسية بقوة على بناء نظام حديث للإنذار المبكر بالفيضانات (FEWS) يعتمد على إنترنت الأشياء (IoT) وتقنيات الاستشعار المتقدمة في السنوات الأخيرة. ومن بين هذه التقنيات، تُعدّ عدادات التدفق الرادارية، ومقاييس المطر، وأجهزة استشعار الإزاحة، بمثابة أجهزة أساسية لجمع البيانات، وتلعب دورًا حاسمًا.
فيما يلي حالة تطبيق شاملة توضح كيفية عمل هذه التقنيات معًا في الممارسة العملية.
أولاً: خلفية المشروع: جاكرتا وحوض نهر سيليونغ
- الموقع: عاصمة إندونيسيا، جاكرتا، وحوض نهر سيليونج الذي يتدفق عبر المدينة.
- التحدي: جاكرتا منطقة منخفضة وكثيفة السكان. نهر سيليونغ معرض للفيضان خلال موسم الأمطار، مما يتسبب في فيضانات عارمة في المناطق الحضرية وفيضانات الأنهار، مما يشكل تهديدًا كبيرًا للأرواح والممتلكات. لم تعد أساليب الإنذار التقليدية المعتمدة على المراقبة اليدوية قادرة على تلبية الحاجة إلى إنذارات مبكرة سريعة ودقيقة.
II. دراسة حالة مفصلة لتطبيق التكنولوجيا
نظام الإنذار المبكر بالمجاعة (FEWS) في هذه المنطقة هو نظام آلي يدمج جمع البيانات ونقلها وتحليلها ونشرها. تُشكّل هذه الأنواع الثلاثة من المستشعرات "الأعصاب الحسية" للنظام.
1. مقياس المطر - "نقطة البداية" للإنذار المبكر
- التقنية والوظيفة: تُركّب مقاييس هطول الأمطار على شكل دلو مائل في نقاط رئيسية في مستجمع المياه العلوي لنهر سيليونغ (مثل منطقة بوغور). تقيس هذه المقاييس كثافة هطول الأمطار وتراكمها من خلال حساب عدد مرات انقلاب دلو صغير بعد امتلائه بمياه الأمطار. تُعد هذه البيانات المدخلات الأولية والأكثر أهمية للتنبؤ بالفيضانات.
- سيناريو التطبيق: مراقبة هطول الأمطار آنيًا في المناطق الواقعة أعلى النهر. يُعدّ هطول الأمطار الغزيرة السبب الأكثر مباشرة لارتفاع منسوب الأنهار. تُنقل البيانات آنيًا إلى مركز معالجة بيانات مركزي عبر شبكات لاسلكية (مثل GSM/GPRS أو LoRaWAN).
- الدور: يُصدر النظام تحذيرات بناءً على هطول الأمطار. إذا تجاوزت شدة هطول الأمطار في نقطة ما حدًا مُحددًا مسبقًا خلال فترة قصيرة، يُصدر النظام تلقائيًا تنبيهًا أوليًا، مُشيرًا إلى احتمال حدوث فيضانات في اتجاه مجرى النهر، مما يُتيح وقتًا ثمينًا للاستجابة اللاحقة.
2. مقياس تدفق الرادار - "العين الساهرة" الأساسية
- التقنية والوظيفة: تُركَّب عدادات تدفق رادارية غير تلامسية (تتضمن غالبًا مستشعرات مستوى المياه ومستشعرات سرعة سطح الماء) على الجسور أو ضفاف نهر سيليونغ وروافده الرئيسية. تقيس هذه العدادات ارتفاع منسوب المياه (H) وسرعة سطح النهر (V) بدقة عن طريق إرسال موجات دقيقة نحو سطح الماء واستقبال الإشارات المنعكسة.
- سيناريو التطبيق: تحل هذه التقنية محل أجهزة استشعار التلامس التقليدية (مثل أجهزة استشعار الموجات فوق الصوتية أو الضغط)، المعرضة للانسداد وتتطلب صيانة إضافية. تتميز تقنية الرادار بمقاومتها للحطام والرواسب والتآكل، مما يجعلها مناسبة تمامًا لظروف الأنهار الإندونيسية.
- دور:
- مراقبة مستوى المياه: مراقبة مستويات النهر في الوقت الحقيقي؛ إطلاق التنبيهات على مستويات مختلفة على الفور بمجرد أن يتجاوز مستوى المياه عتبات التحذير.
- حساب التدفق: بدمج بيانات المقطع العرضي للنهر المُبرمجة مسبقًا، يحسب النظام تلقائيًا تصريف النهر الفوري (Q = A * V، حيث A هي مساحة المقطع العرضي). يُعدّ التصريف مؤشرًا هيدرولوجيًا أكثر علمية من مستوى المياه وحده، مما يوفر صورة أدق لحجم الفيضان وقوته.
3. مستشعر الإزاحة - "مراقب صحة" البنية التحتية
- التقنية والوظيفة: تُركّب عدادات الشقوق وأجهزة قياس الميلان على البنى التحتية الأساسية لمكافحة الفيضانات، مثل السدود والجدران الساندة ودعامات الجسور. تستطيع مستشعرات الإزاحة هذه رصد ما إذا كان الهيكل يتشقق أو يستقر أو يميل بدقة تصل إلى مستوى المليمتر أو أعلى.
- سيناريو التطبيق: يُعد هبوط التربة مشكلةً خطيرةً في أجزاء من جاكرتا، إذ يُشكل تهديدًا طويل الأمد لسلامة منشآت التحكم في الفيضانات، مثل السدود. وقد نُشرت أجهزة استشعار الإزاحة في المناطق الرئيسية التي يُحتمل أن تحدث فيها مخاطر.
- الدور: يُصدر تحذيرات السلامة الإنشائية. أثناء الفيضانات، تُسبب منسوبات المياه المرتفعة ضغطًا هائلاً على السدود. تستطيع مستشعرات الإزاحة اكتشاف أي تشوهات طفيفة في الهيكل. إذا تسارع معدل التشوه فجأةً أو تجاوز حد الأمان، يُصدر النظام إنذارًا يُنذر بخطر الكوارث الثانوية، مثل انهيار السد أو الانهيارات الأرضية. يُرشد هذا النظام عمليات الإخلاء والإصلاحات الطارئة، مما يمنع وقوع عواقب كارثية.
ثالثًا: تكامل النظام وسير العمل
لا تعمل هذه المستشعرات بشكل منعزل، بل تعمل بشكل تآزري من خلال منصة متكاملة:
- جمع البيانات: يقوم كل مستشعر بجمع البيانات تلقائيًا وبشكل مستمر.
- نقل البيانات: يتم نقل البيانات في الوقت الحقيقي إلى خادم بيانات إقليمي أو مركزي عبر شبكات الاتصالات اللاسلكية.
- تحليل البيانات واتخاذ القرارات: يدمج برنامج النمذجة الهيدرولوجية في المركز بيانات هطول الأمطار ومستوى المياه والتصريف لتشغيل محاكاة لتوقعات الفيضانات، مع التنبؤ بوقت وصولها وحجم ذروة الفيضان. وفي الوقت نفسه، تُحلل بيانات مستشعرات الإزاحة بشكل منفصل لتقييم استقرار البنية التحتية.
- نشر التحذيرات: عندما تتجاوز أي نقطة بيانات واحدة أو مجموعة من البيانات الحدود المحددة مسبقًا، يصدر النظام تنبيهات على مستويات مختلفة من خلال قنوات مختلفة مثل الرسائل القصيرة وتطبيقات الهاتف المحمول ووسائل التواصل الاجتماعي وأجهزة الإنذار إلى الوكالات الحكومية وإدارات الاستجابة للطوارئ والجمهور في مجتمعات ضفاف النهر.
رابعًا: الفعالية والتحديات
- فعالية:
- زيادة وقت التنفيذ: لقد تحسنت أوقات التحذير من بضع ساعات فقط في الماضي إلى 24-48 ساعة الآن، مما أدى إلى تحسين قدرات الاستجابة للطوارئ بشكل كبير.
- اتخاذ القرارات العلمية: أصبحت أوامر الإخلاء وتخصيص الموارد أكثر دقة وفعالية، استنادًا إلى البيانات في الوقت الفعلي والنماذج التحليلية.
- تقليل الخسائر في الأرواح والممتلكات: تعمل الإنذارات المبكرة على منع وقوع الإصابات بشكل مباشر وتقليل الأضرار التي تلحق بالممتلكات.
- مراقبة سلامة البنية التحتية: تتيح مراقبة صحة هياكل التحكم في الفيضانات بشكل ذكي ودوري.
- التحديات:
- تكاليف البناء والصيانة: تتطلب شبكة الاستشعار التي تغطي مساحة واسعة استثمارًا أوليًا كبيرًا وتكاليف صيانة مستمرة.
- تغطية الاتصالات: لا تزال التغطية المستقرة للشبكة تشكل تحديًا في المناطق الجبلية النائية.
- التوعية العامة: إن ضمان وصول رسائل التحذير إلى المستخدمين النهائيين وحثهم على اتخاذ الإجراء الصحيح يتطلب تثقيفًا وتدريبات مستمرة.
خاتمة
تعمل إندونيسيا، لا سيما في المناطق المعرضة لخطر الفيضانات مثل جاكرتا، على بناء نظام إنذار مبكر أكثر مرونة للفيضانات من خلال نشر شبكات استشعار متطورة، تشمل عدادات تدفق رادارية، ومقاييس مطر، وأجهزة استشعار إزاحة. توضح دراسة الحالة هذه بوضوح كيف يمكن لنموذج مراقبة متكامل - يجمع بين السماء (مراقبة هطول الأمطار)، والأرض (مراقبة الأنهار)، والهندسة (مراقبة البنية التحتية) - أن يُحدث نقلة نوعية في الاستجابة للكوارث من الإنقاذ بعد وقوعها إلى الإنذار والوقاية الاستباقية قبل وقوعها، مما يوفر خبرة عملية قيّمة للدول والمناطق التي تواجه تحديات مماثلة حول العالم.
مجموعة كاملة من الخوادم ووحدة البرامج اللاسلكية، تدعم RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
لمزيد من أجهزة الاستشعار معلومة،
يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
موقع الشركة:www.hondetechco.com
هاتف: +86-15210548582
وقت النشر: ٢٢ سبتمبر ٢٠٢٥