جلين كانيون، أريزونا - في ظل معاناة غرب الولايات المتحدة من جفاف تاريخي كبير، تُعدّ كل قطرة ماء بالغة الأهمية. في خطوة هامة نحو إدارة دقيقة للمياه، أعلنت هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS)، بالتعاون مع هيئات المياه في الولايات، عن نجاح نشر نظام راداري متطور لرصد تدفق المياه في اتجاه مجرى سد جلين كانيون على نهر كولورادو. يُمثل هذا النشر بداية عهد جديد من جمع البيانات عالية الدقة والفورية لأحد أهم أنظمة الأنهار في أمريكا.
التحدي: القياس الدقيق في شريان حياة بالغ الأهمية
يُعد نهر كولورادو شريان حياة، إذ يوفر المياه للزراعة ولعشرات الملايين من الناس في سبع ولايات أمريكية والمكسيك. وقد تسبب الجفاف المستمر في انخفاض حاد في منسوب المياه في بحيرتيه الرئيسيتين، باول وميد. وأصبح قياس وإدارة كل متر مكعب من المياه المنبعثة في مجرى النهر بدقة مسألةً جوهريةً لاقتصاد المنطقة واستقرارها.
يتميز الجزء النهري الواقع أسفل سد غلين كانيون بتدفق مياه سريع ومضطرب، مما يجعل أساليب قياس التدفق التقليدية القائمة على التلامس خطرة على الفنيين، ويصعب تطبيقها أيضًا أثناء الظواهر الهيدرولوجية المتطرفة. وقد أدى هذا سابقًا إلى فجوات وتأخيرات في البيانات في الأوقات الحرجة.
الحل: مراقبة الرادار عن بعد وبشكل مستمر وعالي الدقة
جهاز قياس التدفق الراداري غير التلامسي المُستخدم حديثًا (مثل نموذج من SENIX أو Valeport) مُثبّت بإحكام على جسر أسفل السد. يعمل الجهاز عن طريق إرسال موجات رادارية نحو سطح النهر، وتحليل الإشارة المنعكسة باستخدام تأثير دوبلر لحساب سرعة السطح دون أي تلامس فعلي مع الماء.
أوضح مهندس ميداني من هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية: "يعمل هذا النظام كـ"حارس هيدرولوجي" على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع. فهو يُجنّب تمامًا خطر تدمير أجهزة الاستشعار بسبب الفيضانات أو الحطام. والأهم من ذلك، أنه خلال الفيضانات - عندما يكون النهر في أخطر حالاته وتكون البيانات في غاية الأهمية - يمكن لفنيينا جمع معلومات أساسية عن سرعة المياه من مكان آمن على الجسر أو حتى عن بُعد".
تكامل النظام وتطبيق البيانات
يتم دمج مقياس تدفق الرادار مع العديد من المكونات الرئيسية:
- جهاز إرسال لاسلكي GPRS/4G: يرسل بيانات السرعة في الوقت الفعلي على الفور إلى نظام معلومات المياه الوطني التابع لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ومراكز التحكم في إدارة المياه بالولاية.
- مسجل بيانات بشاشة تعمل باللمس: يسمح لموظفي الميدان بعرض اتجاهات البيانات في الوقت الفعلي، وتكوين المعلمات، وتصدير السجلات التاريخية لسهولة الصيانة والمعايرة.
- المراقبة متعددة المعلمات: يقوم النظام بمراقبة مستوى المياه في نفس الوقت، وبالجمع بين بيانات المقطع العرضي للقناة المعايرة مسبقًا، يقوم تلقائيًا بحساب التفريغ في الوقت الفعلي.
يتم استخدام هذه البيانات بشكل مباشر لـ:
- التحقق من تصريف السد: التدقيق الدقيق في كمية المياه المنبعثة من سد جلين كانيون لضمان الامتثال لاتفاقيات تخصيص المياه بين الدول الواقعة في مجرى النهر.
- نماذج التحذير من الفيضانات: توفير فترات زمنية أطول لتحذيرات الفيضانات للمجتمعات الواقعة أسفل النهر.
- دراسات التدفق البيئي: مساعدة العلماء على فهم تأثير معدلات التدفق المختلفة على النظام البيئي في مجرى النهر، وتوفير البيانات لدعم الموائل للأنواع السمكية المهددة بالانقراض.
النظرة المستقبلية
يُمثّل نجاح هذا المشروع نموذجًا لتطوير تقنيات الرصد في مواقع رئيسية في حوض نهر كولورادو وفي جميع أنحاء الولايات المتحدة. وتعتزم هيئات الموارد المائية نشر تقنية الرادار غير التلامسية هذه في مواقع رصد أكثر أهمية وخطورة خلال السنوات الخمس المقبلة.
في مواجهة تحدي تغير المناخ، علينا الاستفادة من أذكى التقنيات لإدارة أثمن مواردنا الطبيعية، كما خلص قائد المشروع. وأضاف: "هذا الاستثمار لا يُحسّن جودة البيانات وسلامة الموظفين فحسب، بل يُرسي أيضًا أساسًا متينًا لأمننا المائي في المستقبل".
مجموعة كاملة من الخوادم ووحدة البرامج اللاسلكية، تدعم RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
لمزيد من أجهزة استشعار تدفق رادار المياه معلومة،
يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
موقع الشركة:www.hondetechco.com
هاتف: +86-15210548582
وقت النشر: ١٥ أكتوبر ٢٠٢٥