تطبيق واستخدام عدادات تدفق الرادار في كوريا الجنوبية

1. مقدمة: التحديات والاحتياجات في الرصد الهيدرولوجي في كوريا الجنوبية

تتميز تضاريس كوريا الجنوبية بطابعها الجبلي في الغالب، مع أنهار قصيرة ذات تدفق سريع. وبسبب تأثير المناخ الموسمي، تتسبب الأمطار الصيفية الغزيرة والمتركزة في حدوث فيضانات مفاجئة. وتتعرض عدادات التدفق التقليدية (مثل عدادات التيار من نوع المروحة) للتلف بسهولة أثناء الفيضانات، مما يُصعّب عملية جمع البيانات ويُعرّض فرق الصيانة لمخاطر عالية. علاوة على ذلك، تفرض كوريا الجنوبية متطلبات صارمة لإدارة موارد المياه وحماية جودتها في الأحواض الرئيسية مثل نهر هان ونهر ناكدونغ. ونتيجة لذلك، ثمة حاجة ماسة إلى تقنية لمراقبة التدفق تُمكّن من التشغيل الآلي عالي الدقة والآمن في جميع الأحوال الجوية. وقد برزت عدادات التدفق الرادارية الهيدرولوجية كحل مثالي في هذا السياق.

2. المزايا التقنية لمقاييس تدفق الرادار الهيدرولوجي

تستمد عدادات التدفق الراداري الهيدرولوجي، وخاصة الأنظمة التي تستخدم رادار سرعة السطح (SVR) مع مقياس مستوى الماء لحساب التدفق، ميزتها الأساسية من القياس بدون تلامس.

1. السلامة والموثوقية: تظل المعدات المثبتة فوق الجسور أو ضفاف الأنهار غير متأثرة تمامًا بالفيضانات أو الحطام أو تأثير الجليد، مما يضمن بقاء المعدات واستمرارية البيانات أثناء الظروف الجوية القاسية.
2. سهولة الصيانة: عدم الحاجة إلى عمليات في الماء يقلل بشكل كبير من تكاليف الصيانة ومخاطر الأفراد.
3. دقة عالية واستجابة سريعة: يمكن لأشعة الرادار التقاط التغيرات الطفيفة في سرعة المياه السطحية بدقة، مع ترددات تحديث بيانات عالية (تصل إلى مستوى الدقيقة)، مما يوفر دعمًا حاسمًا للتحذيرات من الفيضانات في الوقت الفعلي.
4. التكامل متعدد الوظائف: غالبًا ما يتم دمج عدادات تدفق الرادار الحديثة مع رادارات مستوى المياه ومقاييس المطر وما إلى ذلك، لتشكيل محطات مراقبة هيدرولوجية شاملة ومتكاملة.

تستخدم حسابات التدفق عادةً "طريقة السرعة والمساحة":التدفق = متوسط ​​سرعة السطح × مساحة المقطع العرضي × المعامليقيس الرادار سرعة السطح، ويحدد مستشعر مستوى الماء مساحة المقطع العرضي، ويتم حساب التدفق بعد المعايرة باستخدام معامل تجريبي.

3. حالات تطبيق محددة في كوريا الجنوبية

الحالة الأولى: نظام الإنذار المبكر بالفيضانات الحضرية على نهر هان في سيول

• الخلفية: يمر نهر هان عبر العاصمة سيول، وهي مدينة مكتظة بالسكان وذات أهمية اقتصادية بالغة. ويُعد ضمان سلامة ضفاف النهر أثناء الفيضانات أمراً بالغ الأهمية.
• التطبيق: تم تركيب محطات رصد تدفق المياه بالرادار على العديد من الجسور الرئيسية التي تعبر نهر هان (مثل جسر مابو وجسر هانغانغ). وُجهت أجهزة استشعار الرادار نحو سطح النهر أسفل الجسر، لقياس سرعة التدفق السطحي باستمرار.
• النتائج:
  • تحذير فوري: عندما تتسبب الأمطار الغزيرة في المناطق المرتفعة في زيادة حادة في السرعة، يرسل النظام على الفور تنبيهات إلى حكومة سيول الحضرية ومركز الوقاية من الكوارث، مما يوفر وقتًا حاسمًا لبدء الاستجابات الطارئة وإجلاء السكان في المناطق المنخفضة.
  • تكامل البيانات: يتم دمج بيانات السرعة مع بيانات التصريف من الخزانات الواقعة في أعلى النهر وبيانات هطول الأمطار، مما يؤدي إلى بناء نماذج هيدرولوجية أكثر دقة وتحسين دقة التنبؤ بالفيضانات.
  • ضمان السلامة: يلغي الحاجة إلى قيام الأفراد بإجراء قياسات يدوية خطيرة في الأنهار خلال مواسم الفيضانات.

الحالة الثانية: تخصيص موارد المياه الزراعية في نهر ناكدونغ السفلي

• خلفية: نهر ناكدونغ هو أطول أنهار كوريا الجنوبية، وحوضه السفلي منطقة زراعية رئيسية. ويُعدّ التوزيع الدقيق للمياه أمراً بالغ الأهمية للري.
• التطبيق: تم نشر عدادات تدفق الرادار بالقرب من مداخل الري الرئيسية وبوابات التحويل لمراقبة التدفق في الوقت الفعلي الذي يدخل قنوات الري المختلفة.
• النتائج:
  • توزيع دقيق للمياه: يمكن لوكالات إدارة موارد المياه استخدام البيانات الدقيقة من عدادات تدفق الرادار للتحكم عن بعد في فتح البوابات، مما يحقق توزيع المياه بناءً على الطلب ويقلل من الهدر.
  • حل النزاعات: يوفر بيانات تدفق موضوعية وغير قابلة للتغيير، مما يساهم في حل النزاعات المتعلقة باستخدام المياه بين المناطق المختلفة أو التعاونيات الزراعية بشكل فعال.
  • التخطيط طويل الأجل: يقوم بتجميع بيانات التدفق المستمر على المدى الطويل، مما يوفر أساسًا علميًا لتحليل العرض والطلب على المياه والتخطيط طويل الأجل.

الحالة الثالثة: رصد التدفق البيئي في مستجمعات المياه الصغيرة الجبلية

• الخلفية: تؤكد كوريا الجنوبية على الحماية البيئية، حيث تنص القوانين على ضرورة الحفاظ على التدفقات البيئية الأساسية للحفاظ على صحة النظام البيئي المائي.
• التطبيق: تم تركيب محطات مراقبة تدفق الرادار المتكاملة التي تعمل بالطاقة الشمسية في مستجمعات المياه الصغيرة النائية والجبلية.
• النتائج:
  • المراقبة بدون طاقم: إن الاستفادة من انخفاض استهلاك الطاقة لمعدات الرادار والطاقة الشمسية يتيح التشغيل بدون طاقم على المدى الطويل في المناطق التي لا تتوفر فيها الكهرباء من الشبكة.
  • التقييم البيئي: تقوم بيانات التدفق التي يتم رصدها باستمرار بتقييم مدى الامتثال لمتطلبات التدفق البيئي الدنيا القانونية، مما يدعم عملية صنع القرار لتشغيل السد وحماية موارد المياه.
  • أبحاث الحفاظ على المياه والتربة: توفر بيانات قيّمة لدراسة تأثير الغطاء الحرجي وتغيرات استخدام الأراضي على هيدرولوجيا مستجمعات المياه.

4. التحديات والتوقعات المستقبلية

على الرغم من النجاح الكبير الذي حققته عدادات تدفق الرادار في كوريا الجنوبية، إلا أنها تواجه بعض التحديات:

• معايرة الدقة: قد تتطلب دقة القياس خوارزميات أكثر تعقيدًا للمعايرة في حالات المقاطع العرضية غير المنتظمة للقناة أو وجود حطام سطحي مفرط.
• التكلفة: الاستثمار الأولي لعدادات تدفق الرادار المتطورة مرتفع نسبيًا، على الرغم من أنها توفر مزايا في التكلفة الإجمالية لدورة الحياة (مع الأخذ في الاعتبار الصيانة والسلامة).

ستركز التوجهات المستقبلية لأجهزة قياس تدفق الرادار الهيدرولوجي في كوريا الجنوبية على ما يلي:

1. التكامل مع الذكاء الاصطناعي (AI): استخدام تقنية التعرف على الصور بالذكاء الاصطناعي لمساعدة الرادار في الحكم على ظروف التدفق، وتحديد الحطام، وحتى تصحيح أخطاء القياس تلقائيًا، مما يعزز الدقة والذكاء بشكل أكبر.
2. تكامل إنترنت الأشياء (IoT): ربط جميع محطات المراقبة بمنصة إنترنت الأشياء الموحدة لتخزين البيانات وتحليلها وعرضها على السحابة، وبناء أنظمة "النهر الذكي".
3. دمج أجهزة الاستشعار متعددة التقنيات: الجمع بين بيانات الرادار والمعلومات من تقنيات أخرى مثل المراقبة بالفيديو ومسح الطائرات بدون طيار لإنشاء شبكة رصد هيدرولوجية شاملة ومتعددة الأبعاد.

5. الخاتمة

تُلبي عدادات تدفق المياه الرادارية الهيدرولوجية، بفضل خصائصها التقنية المتميزة، متطلبات كوريا الجنوبية العالية فيما يتعلق بالأمان، والقدرة على العمل في الوقت الفعلي، والأتمتة في مجال الرصد الهيدرولوجي. ومن خلال التجارب الناجحة في الإنذار المبكر بالفيضانات، وإدارة موارد المياه، وحماية البيئة، أصبحت هذه التقنية جزءًا لا يتجزأ من البنية التحتية الهيدرولوجية الحديثة في كوريا الجنوبية. ومع استمرار تطور التكنولوجيا، ستلعب عدادات تدفق المياه الرادارية بلا شك دورًا أكثر أهمية في ضمان الأمن المائي لكوريا الجنوبية وتعزيز الاستخدام المستدام لموارد المياه. كما تُوفر تجربة تطبيقها مرجعًا قيّمًا للدول والمناطق الأخرى التي تواجه تحديات مماثلة.

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

لمزيد من المعلومات حول مستشعر تدفق الرادار معلومة،

يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

موقع الشركة الإلكتروني:www.hondetechco.com

الهاتف: +86-15210548582