تطبيق وممارسة مقاييس تدفق الرادار في كوريا الجنوبية

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

تتميز تضاريس كوريا الجنوبية بطابعها الجبلي، مع أنهار قصيرة ومعدلات تدفق عالية. ونظرًا لتأثير مناخ الرياح الموسمية، فإن هطول الأمطار الغزيرة المركزة في الصيف يُسبب فيضانات مفاجئة بسهولة. وتتعرض عدادات التدفق التلامسية التقليدية (مثل عدادات التيار ذات المكره) للتلف بسهولة أثناء الفيضانات، مما يُصعّب عملية جمع البيانات ويُشكّل مخاطر عالية على فرق الصيانة. علاوة على ذلك، تفرض كوريا الجنوبية متطلبات صارمة لإدارة موارد المياه وحماية جودتها في الأحواض الرئيسية مثل نهري هان وناكدونغ. وبالتالي، ثمة حاجة مُلحة لتقنية مراقبة تدفق 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 لأجهزة قياس التدفق الراداري الهيدرولوجي

تستمد مقاييس تدفق الرادار الهيدرولوجي، وخاصة الأنظمة التي تستخدم رادار سرعة السطح (SVR) جنبًا إلى جنب مع مقياس مستوى المياه 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 اصطدام الجليد، مما يضمن بقاء المعدات واستمرارية البيانات أثناء الطقس القاسي.
2. سهولة الصيانة: لا حاجة للعمليات تحت الماء مما يقلل بشكل كبير من تكاليف الصيانة ومخاطر الأفراد.
3. دقة عالية واستجابة سريعة: يمكن لأشعة الرادار التقاط التغيرات الدقيقة في سرعة المياه السطحية بدقة، مع ترددات عالية لتحديث البيانات (تصل إلى مستوى الدقيقة)، مما يوفر دعماً حاسماً لتحذيرات الفيضانات في الوقت الحقيقي.
4. التكامل متعدد الوظائف: غالبًا ما يتم دمج مقاييس تدفق الرادار الحديثة مع رادارات مستوى المياه ومقاييس المطر وما إلى ذلك، لتشكيل محطات مراقبة هيدرولوجية شاملة ومتكاملة.

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

3. حالات تطبيقية محددة في كوريا الجنوبية

الحالة 1: نظام تحذير من الفيضانات الحضرية على نهر هان في سيول

• الخلفية: يتدفق نهر هان عبر العاصمة سيول، المكتظة بالسكان وذات الأهمية الاقتصادية. لذا، يُعدّ ضمان سلامة سدود النهر أثناء الفيضانات أمرًا بالغ الأهمية.
• التطبيق: تم تركيب محطات رصد تدفق الرادار على عدة جسور رئيسية تمتد على نهر هان (مثل جسر مابو وجسر هانغانج). تُوجَّه أجهزة استشعار الرادار إلى سطح النهر أسفل الجسر، لقياس سرعة السطح باستمرار.
• النتائج:
  • تحذير في الوقت الحقيقي: عندما تتسبب الأمطار الغزيرة في أعلى النهر في زيادة حادة في السرعة، يرسل النظام على الفور تنبيهات إلى حكومة منطقة سيول الكبرى ومركز الوقاية من الكوارث، مما يوفر وقتًا حاسمًا لبدء الاستجابة للطوارئ وإجلاء السكان في المناطق المنخفضة.
  • تكامل البيانات: يتم دمج بيانات السرعة مع بيانات التصريف من الخزانات العليا وبيانات هطول الأمطار، مما يؤدي إلى بناء نماذج هيدرولوجية أكثر دقة وتحسين دقة التنبؤ بالفيضانات.
  • ضمان السلامة: يزيل الحاجة إلى قيام الموظفين بإجراء قياسات يدوية خطيرة في الأنهار أثناء مواسم الفيضانات.

الحالة الثانية: تخصيص موارد المياه الزراعية في نهر ناكدونج السفلي

• الخلفية: نهر ناكدونغ هو أطول أنهار كوريا الجنوبية، ويُعدّ حوضه السفلي منطقة زراعية رئيسية. يُعدّ التوزيع الدقيق للمياه أمرًا بالغ الأهمية للري.
• التطبيق: تم نشر مقاييس تدفق الرادار بالقرب من مداخل الري الرئيسية وبوابات التحويل لمراقبة التدفق في الوقت الحقيقي الذي يدخل قنوات الري المختلفة.
• النتائج:
  • توزيع المياه بدقة: يمكن لهيئات إدارة موارد المياه استخدام البيانات الدقيقة من عدادات تدفق الرادار للتحكم عن بعد في فتحات البوابات، وتحقيق توزيع المياه بناءً على الطلب والحد من النفايات.
  • حل النزاعات: توفير بيانات تدفق موضوعية وغير قابلة للتغيير، وحل نزاعات استخدام المياه بين المناطق المختلفة أو التعاونيات الزراعية بشكل فعال.
  • التخطيط طويل الأمد: تجميع بيانات التدفق المستمر على المدى الطويل، مما يوفر أساسًا علميًا لتحليل العرض والطلب على المياه والتخطيط طويل الأمد.

الحالة 3: مراقبة التدفق البيئي في مستجمعات المياه الجبلية الصغيرة

• الخلفية: تؤكد كوريا الجنوبية على أهمية الحماية البيئية، من خلال سن القوانين التي تتطلب الحفاظ على التدفقات البيئية الأساسية لدعم 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 طيار: الاستفادة من الاستهلاك المنخفض للطاقة لمعدات الرادار والطاقة الشمسية تمكن من التشغيل بدون طيار على المدى الطويل في المناطق التي لا تتوفر فيها شبكة الكهرباء.
  • التقييم البيئي: يتم مراقبة بيانات التدفق بشكل مستمر لتقييم الامتثال لمتطلبات التدفق البيئي الأدنى القانوني، ودعم اتخاذ القرار بشأن تشغيل السد وحماية موارد المياه.
  • بحوث الحفاظ على المياه والتربة: توفر بيانات قيمة لدراسة تأثير الغطاء الحرجي وتغيرات استخدام الأراضي على هيدرولوجيا مستجمعات المياه.

4. التحديات والتوقعات المستقبلية

على الرغم من النجاح الكبير الذي حققته أجهزة قياس تدفق الرادار في كوريا الجنوبية، فإنها تواجه بعض التحديات:

• معايرة الدقة: قد تتطلب دقة القياس خوارزميات أكثر تعقيدًا للمعايرة في حالات المقاطع العرضية غير المنتظمة للقناة أو الحطام السطحي المفرط.
• التكلفة: الاستثمار الأولي لأجهزة قياس تدفق الرادار عالية الجودة مرتفع نسبيًا، على الرغم من أنها توفر مزايا في تكلفة دورة الحياة الإجمالية (مع الأخذ في الاعتبار الصيانة والسلامة).

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

1. التكامل مع الذكاء الاصطناعي: 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 وتصورها على السحابة، وبناء أنظمة "النهر الذكي".
3. دمج أجهزة الاستشعار متعددة التقنيات: الجمع بين بيانات الرادار والمعلومات من تقنيات أخرى مثل مراقبة الفيديو ومسوحات الطائرات بدون طيار لإنشاء شبكة مراقبة هيدرولوجية شاملة ومتعددة الأبعاد.

5. الخاتمة

بفضل خصائصها التقنية المتميزة، تلبي عدادات تدفق الرادار الهيدرولوجية (凭借其卓越的技术特性) تمامًا متطلبات كوريا الجنوبية العالية من حيث السلامة، والقدرة الآنية، والأتمتة في الرصد الهيدرولوجي. وبفضل الممارسات الناجحة في مجال الإنذار بالفيضانات، وإدارة موارد المياه، والحماية البيئية، أصبحت هذه التقنية جزءًا لا يتجزأ من البنية التحتية الهيدرولوجية الحديثة في كوريا الجنوبية. ومع استمرار تطور التكنولوجيا، ستلعب عدادات تدفق الرادار، بلا شك، دورًا أكثر أهمية في ضمان الأمن المائي في كوريا الجنوبية، وتعزيز الاستخدام المستدام لموارد المياه. كما تُشكل تجربتها التطبيقية مرجعًا قيّمًا للدول والمناطق الأخرى التي تواجه تحديات مماثلة.

مجموعة كاملة من الخوادم ووحدة البرامج اللاسلكية، تدعم RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

لمزيد من المعلومات حول مستشعر تدفق الرادار معلومة،

يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

موقع الشركة:www.hondetechco.com

هاتف: +86-15210548582