1. خلفية المشروع والتحديات
تواجه سيول، كوريا الجنوبية، وهي مدينة حديثة للغاية، تحديات جسيمة تتعلق بتشبع المناطق الحضرية بالمياه. مساحاتها الجوفية الشاسعة (مترو الأنفاق، مراكز التسوق تحت الأرض)، وكثافتها السكانية، وأصولها عالية القيمة، تجعلها معرضة بشدة لمخاطر الفيضانات الناجمة عن الأمطار الغزيرة. وتُعد معدات رصد مستوى المياه وسرعة تدفقها التقليدية القائمة على التلامس (مثل محولات الضغط، وعدادات المراوح الميكانيكية) عرضة بشدة للانسداد بسبب الحطام والرواسب والتآكل في أنابيب وقنوات الصرف الصحي ومياه الأمطار. ويؤدي ذلك إلى فقدان البيانات، وانخفاض دقتها، وارتفاع تكاليف الصيانة.
كانت السلطات البلدية في حاجة ماسة إلى حل لمراقبة البيانات الهيدرولوجية في الوقت الحقيقي وبدقة وبتكلفة منخفضة عند نقاط الصرف الرئيسية (مثل القنوات والسدود والأنهار) لتوفير مدخلات موثوقة لنماذج الفيضانات الحضرية، مما يتيح الإنذارات المبكرة الدقيقة وتنسيق الاستجابة العلمية للطوارئ.
2. الحل: مستشعر تدفق الرادار المتكامل
اختار المشروع مستشعر تدفق الرادار المتكامل غير التلامسي كجهاز مراقبة أساسي، وتم نشره في السدود الحرجة على الأنهار الحضرية، وقنوات الصرف الرئيسية، ومنافذ فيضان المجاري المشتركة (CSO).
- المبدأ الفني:
- قياس مستوى الماء: يُصدر مقياس مستوى الماء الراداري المُثبّت على المستشعر نبضات ميكروويف باتجاه سطح الماء ويستقبل صدى الصوت. يُحسب ارتفاع مستوى الماء بدقة بناءً على فارق التوقيت.
- قياس سرعة التدفق: يستخدم المستشعر مبدأ رادار دوبلر، حيث يُصدر موجات دقيقة بتردد محدد نحو سطح الماء. تُحسب سرعة التدفق السطحية بقياس التغير في تردد الإشارة المرتدة (انزياح دوبلر).
- حساب معدل التدفق: تستخدم الخوارزميات المدمجة مستوى المياه المقاس في الوقت الفعلي وسرعة السطح، جنبًا إلى جنب مع معلمات المقطع العرضي للقناة المدخلة مسبقًا (على سبيل المثال، عرض القناة، المنحدر، معامل مانينغ)، لحساب معدل التدفق اللحظي في الوقت الفعلي وحجم التدفق الإجمالي تلقائيًا.
3. تنفيذ التطبيق
- نشر الموقع: تم تركيب أجهزة الاستشعار تحت الجسور أو على أعمدة مخصصة، موجهة عموديا نحو سطح الماء دون أي اتصال مادي، وتجنب الاصطدام بالحطام العائم والانسداد.
- جمع البيانات ونقلها: تعمل المستشعرات على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع، وتجمع بيانات منسوب المياه وسرعتها وتدفقها كل دقيقة. تُنقل البيانات آنيًا إلى منصة سيول السحابية لإدارة المياه الذكية عبر شبكات الجيل الرابع والخامس.
- تكامل النظام والإنذار المبكر:
- تقوم منصة السحابة بدمج البيانات من جميع نقاط المراقبة وتربطها ببيانات توقعات هطول الأمطار من رادار وكالة الأرصاد الجوية.
- عندما يرتفع معدل التدفق أو مستوى المياه في أي نقطة مراقبة بسرعة ويتجاوز العتبات المحددة مسبقًا، يقوم النظام تلقائيًا بتشغيل تنبيه التشبع بالمياه.
- ويتم عرض معلومات التنبيه في الوقت الفعلي على خريطة "التوأم الرقمي" في مركز قيادة الطوارئ بالمدينة، مما يؤدي إلى تحديد المناطق عالية الخطورة.
- الاستجابة المنسقة: بناءً على التنبيهات، يمكن لمركز القيادة تنفيذ الاستجابات بشكل استباقي:
- إصدار تحذيرات عامة: إرسال إشعارات إلى السكان في المناطق المتضررة عبر تطبيقات الهاتف المحمول ووسائل التواصل الاجتماعي.
- تفعيل مرافق الصرف الصحي: تفعيل أو زيادة طاقة محطات الضخ الموجودة في مجرى النهر عن بعد لإنشاء سعة في شبكة الصرف الصحي بشكل استباقي.
- إدارة المرور: توجيه سلطات المرور بتنفيذ إغلاقات مؤقتة للأنفاق والطرق المنخفضة.
4. المزايا التقنية المجسدة
- قياس بدون تلامس، بدون صيانة: يُعالج تمامًا مشاكل أجهزة استشعار التلامس المعرضة للانسداد والتلف، مما يُقلل بشكل كبير من تكاليف التشغيل ومخاطر فقدان البيانات. مثالي لمياه الصرف الصحي الحضرية ومياه الأمطار ذات المحتوى العالي من الحطام.
- دقة وموثوقية عالية: لا تتأثر قياسات الرادار بدرجة حرارة الماء أو جودته أو محتوى الرواسب، مما يوفر بيانات مستقرة وموثوقة حتى أثناء تدفقات العواصف القصوى.
- التشغيل في جميع الأحوال الجوية: لا يتأثر بالضوء أو الظروف الجوية (على سبيل المثال، الأمطار الغزيرة، الظلام)، وقادر على التقاط البيانات الهيدرولوجية الكاملة طوال فترة العاصفة.
- التكامل ثلاثة في واحد، متعدد الأغراض: جهاز واحد يحل محل أجهزة قياس مستوى المياه المنفصلة التقليدية، وأجهزة قياس سرعة التدفق، وأجهزة قياس التدفق، مما يبسط بنية النظام ويقلل من تكاليف الشراء والتركيب.
5. نتائج المشروع
لقد أدى تنفيذ هذا النظام إلى تحويل إدارة الفيضانات في سيول من نموذج "الاستجابة السلبية" إلى نموذج "التنبؤ النشط والوقاية الدقيقة".
- تحسين توقيت التحذير: تم توفير مهلة زمنية حرجة تتراوح من 30 دقيقة إلى ساعة واحدة للاستجابة للطوارئ.
- تقليل الخسائر الاقتصادية: لقد أدى التنسيق الفعال والتحذيرات إلى تقليل الخسائر الاقتصادية الكبرى الناجمة عن الفيضانات في المساحات تحت الأرض وانقطاعات حركة المرور بشكل كبير.
- الاستثمار الأمثل في البنية التحتية: إن تراكم بيانات التدفق الدقيقة وطويلة الأجل يوفر أساسًا علميًا لتطوير وتجديد وتخطيط شبكة الصرف الصحي الحضرية، مما يجعل قرارات الاستثمار أكثر كفاءة وتبريرًا.
- تعزيز الشعور العام بالأمن: أدت المعلومات التحذيرية الشفافة إلى زيادة ثقة الجمهور في قدرة الحكومة على التعامل مع الظواهر الجوية المتطرفة.
- 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
وقت النشر: ١١ سبتمبر ٢٠٢٥