دراسة حالة حول نظام الإنذار المبكر بالفيضانات في إندونيسيا: ممارسة حديثة تدمج الرادار، وهطول الأمطار، وأجهزة استشعار الإزاحة

باعتبارها أكبر دولة أرخبيلية في العالم، تقع في المناطق الاستوائية حيث تهطل الأمطار بغزارة وتتكرر فيها الظواهر الجوية المتطرفة، تواجه إندونيسيا الفيضانات باعتبارها أكثر الكوارث الطبيعية شيوعًا وتدميرًا. ولمواجهة هذا التحدي، شجعت الحكومة الإندونيسية بقوة في السنوات الأخيرة إنشاء نظام إنذار مبكر حديث بالفيضانات يعتمد على إنترنت الأشياء وتقنيات الاستشعار المتقدمة. ومن بين هذه التقنيات، تُعدّ مقاييس تدفق المياه بالرادار، ومقاييس الأمطار، وأجهزة استشعار الإزاحة، بمثابة أجهزة أساسية لجمع البيانات، وتلعب دورًا حاسمًا.

فيما يلي دراسة حالة تطبيقية شاملة توضح كيفية عمل هذه التقنيات معًا في الممارسة العملية.

أولاً: خلفية المشروع: جاكرتا وحوض نهر سيليونغ

• الموقع: العاصمة الإندونيسية جاكرتا، وحوض نهر سيليونغ الذي يمر عبر المدينة.
• التحدي: جاكرتا مدينة منخفضة ذات كثافة سكانية عالية للغاية. نهر سيليونغ عرضة للفيضان خلال موسم الأمطار، مما يتسبب في فيضانات حضرية وفيضانات نهرية شديدة، تشكل تهديدًا كبيرًا للأرواح والممتلكات. لم تعد أساليب الإنذار التقليدية التي تعتمد على المراقبة اليدوية قادرة على تلبية الحاجة إلى إنذارات مبكرة سريعة ودقيقة.

ثانيًا: دراسة حالة مفصلة لتطبيق التكنولوجيا

يُعد نظام الإنذار المبكر بالمجاعة في هذه المنطقة نظامًا آليًا يدمج جمع البيانات ونقلها وتحليلها ونشرها. وتشكل هذه الأنواع الثلاثة من أجهزة الاستشعار "الأعصاب الحسية" للنظام.

1. مقياس المطر – "نقطة البداية" للإنذار المبكر

• التكنولوجيا والوظيفة: تُركّب مقاييس المطر ذات الدلو القلاب في نقاط رئيسية في الجزء العلوي من حوض نهر سيليونغ (مثل منطقة بوغور). تقيس هذه المقاييس شدة هطول الأمطار وكميتها المتراكمة عن طريق عدّ عدد مرات انقلاب دلو صغير بعد امتلائه بمياه الأمطار. تُعدّ هذه البيانات المدخلات الأولية والأكثر أهمية للتنبؤ بالفيضانات.
• سيناريو التطبيق: رصد هطول الأمطار في الوقت الفعلي في المناطق العليا من النهر. يُعد هطول الأمطار الغزيرة السبب المباشر لارتفاع منسوب النهر. تُنقل البيانات في الوقت الفعلي إلى مركز معالجة بيانات مركزي عبر الشبكات اللاسلكية (مثل GSM/GPRS أو LoRaWAN).
• الدور: توفير تحذيرات بناءً على هطول الأمطار. إذا تجاوزت شدة هطول الأمطار في نقطة ما عتبة محددة مسبقًا خلال فترة قصيرة، يصدر النظام تلقائيًا تنبيهًا أوليًا، مما يشير إلى احتمال حدوث فيضانات في اتجاه مجرى النهر، ويوفر وقتًا ثمينًا للاستجابة اللاحقة.

2. مقياس تدفق الرادار – "العين الساهرة" الأساسية

• التكنولوجيا والوظيفة: تُركّب أجهزة قياس تدفق المياه بالرادار بدون تلامس (والتي غالبًا ما تتضمن مستشعرات رادار لمستوى المياه ومستشعرات رادار لسرعة سطح الماء) على الجسور أو ضفاف نهر سيليونغ وروافده الرئيسية. تقيس هذه الأجهزة ارتفاع مستوى المياه (H) وسرعة سطح النهر (V) بدقة عن طريق إرسال موجات ميكروية باتجاه سطح الماء واستقبال الإشارات المنعكسة.
• سيناريو التطبيق: تحل هذه التقنية محل أجهزة الاستشعار التقليدية التي تعمل بالتلامس (مثل أجهزة الاستشعار فوق الصوتية أو أجهزة استشعار الضغط)، والتي تكون عرضة للانسداد وتتطلب صيانة أكثر. تتميز تقنية الرادار بمقاومتها للحطام والرواسب والتآكل، مما يجعلها مناسبة للغاية لظروف الأنهار الإندونيسية.
• دور:
  • مراقبة مستوى المياه: تراقب مستويات النهر في الوقت الفعلي؛ وتطلق تنبيهات عند مستويات مختلفة فور تجاوز مستوى المياه عتبات التحذير.
  • حساب التدفق: بالاعتماد على بيانات المقطع العرضي للنهر المبرمجة مسبقًا، يحسب النظام تلقائيًا تصريف النهر في الوقت الفعلي (Q = A * V، حيث A هي مساحة المقطع العرضي). يُعد التصريف مؤشرًا هيدرولوجيًا أكثر دقة من مستوى الماء وحده، مما يوفر صورة أدق لحجم الفيضان وقوته.

3. مستشعر الإزاحة – "مراقب صحة" البنية التحتية

• التكنولوجيا والوظيفة: تُركّب أجهزة قياس الشقوق وأجهزة قياس الميل على البنية التحتية الحيوية للتحكم في الفيضانات، مثل السدود والجدران الاستنادية ودعامات الجسور. تستطيع هذه المجسات رصد ما إذا كان الهيكل يتشقق أو يهبط أو يميل بدقة تصل إلى مستوى المليمتر أو أعلى.
• سيناريو التطبيق: يُعدّ هبوط الأرض مشكلة خطيرة في أجزاء من جاكرتا، مما يُشكّل تهديدًا طويل الأمد لسلامة منشآت التحكم بالفيضانات كالسدود. يتم نشر أجهزة استشعار الإزاحة في المواقع الرئيسية التي يُحتمل حدوث المخاطر فيها.
• الدور: توفير إنذارات السلامة الهيكلية. أثناء الفيضانات، تُمارس مستويات المياه المرتفعة ضغطًا هائلاً على السدود. تستطيع أجهزة استشعار الإزاحة رصد أدق التشوهات في الهيكل. إذا تسارع معدل التشوه فجأة أو تجاوز عتبة الأمان، يُصدر النظام إنذارًا، مُشيرًا إلى خطر وقوع كوارث ثانوية مثل انهيار السدود أو الانهيارات الأرضية. يُساعد هذا في توجيه عمليات الإخلاء والإصلاحات الطارئة، مما يمنع حدوث عواقب وخيمة.

ثالثًا: تكامل النظام وسير العمل

لا تعمل هذه المستشعرات بشكل منفصل، بل تعمل بشكل تآزري من خلال منصة متكاملة:

1. جمع البيانات: يقوم كل مستشعر بجمع البيانات تلقائيًا وبشكل مستمر.
2. نقل البيانات: يتم نقل البيانات في الوقت الفعلي إلى خادم بيانات إقليمي أو مركزي عبر شبكات الاتصالات اللاسلكية.
3. تحليل البيانات واتخاذ القرارات: يدمج برنامج النمذجة الهيدرولوجية في المركز بيانات هطول الأمطار ومستوى المياه والتصريف لإجراء محاكاة التنبؤ بالفيضانات، والتنبؤ بوقت وصول ذروة الفيضان وحجمها. وفي الوقت نفسه، يتم تحليل بيانات مستشعرات الإزاحة بشكل منفصل لتقييم استقرار البنية التحتية.
4. نشر التحذيرات: عندما تتجاوز أي نقطة بيانات واحدة أو مجموعة من البيانات العتبات المحددة مسبقًا، يصدر النظام تنبيهات على مستويات مختلفة من خلال قنوات متنوعة مثل الرسائل النصية القصيرة وتطبيقات الهاتف المحمول ووسائل التواصل الاجتماعي وصفارات الإنذار إلى الوكالات الحكومية وإدارات الاستجابة للطوارئ والجمهور في المجتمعات الواقعة على ضفاف النهر.

رابعاً: الفعالية والتحديات

• فعالية:
  • زيادة وقت الإنذار: لقد تحسنت أوقات الإنذار من بضع ساعات فقط في الماضي إلى 24-48 ساعة الآن، مما يعزز بشكل كبير قدرات الاستجابة للطوارئ.
  • اتخاذ القرارات العلمية: أصبحت أوامر الإخلاء وتخصيص الموارد أكثر دقة وفعالية، استناداً 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: تُمكّن من المراقبة الصحية الذكية والروتينية لهياكل التحكم في الفيضانات.
• التحديات:
  • تكاليف الإنشاء والصيانة: تتطلب شبكة أجهزة الاستشعار التي تغطي مساحة واسعة استثمارًا أوليًا كبيرًا وتكاليف صيانة مستمرة.
  • تغطية الاتصالات: لا تزال تغطية الشبكة المستقرة تشكل تحدياً في المناطق الجبلية النائية.
  • التوعية العامة: إن ضمان وصول رسائل التحذير إلى المستخدمين النهائيين وحثهم على اتخاذ الإجراء الصحيح يتطلب تعليمًا وتدريبات مستمرة.

خاتمة

تعمل إندونيسيا، ولا سيما في المناطق المعرضة لخطر الفيضانات مثل جاكرتا، على بناء نظام إنذار مبكر أكثر مرونةً لمواجهة الفيضانات، وذلك من خلال نشر شبكات استشعار متطورة تشمل مقاييس تدفق الرادار، ومقاييس الأمطار، وأجهزة استشعار الإزاحة. وتُظهر هذه الدراسة بوضوح كيف يمكن لنموذج مراقبة متكامل - يجمع بين بيانات السماء (مراقبة هطول الأمطار)، والبيانات الأرضية (مراقبة الأنهار)، والبيانات الهندسية (مراقبة البنية التحتية) - أن يُغير نموذج الاستجابة للكوارث من عمليات الإنقاذ بعد وقوعها إلى الإنذار المبكر والوقاية الاستباقية، مما يوفر خبرة عملية قيّمة للدول والمناطق التي تواجه تحديات مماثلة في جميع أنحاء العالم.

مجموعة كاملة من الخوادم ووحدة البرامج اللاسلكية، تدعم RS485 وGPRS و4G وWIFI وLORA وLORAWAN

للمزيد من أجهزة الاستشعار معلومة،

يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

موقع الشركة الإلكتروني:www.hondetechco.com

الهاتف: +86-15210548582