التطبيقات العملية وتأثيرات مقاييس المطر في البلدان ذات مواسم الأمطار المزدهرة

خصائص موسم أمطار البرقوق واحتياجات مراقبة هطول الأمطار

مطر البرقوق (مييو) ظاهرة هطول أمطار فريدة تتشكل خلال زحف الرياح الموسمية الصيفية في شرق آسيا شمالًا، وتؤثر بشكل رئيسي على حوض نهر اليانغتسي في الصين، وجزيرة هونشو اليابانية، وكوريا الجنوبية. ووفقًا للمعيار الوطني الصيني "مؤشرات رصد مييو" (GB/T 33671-2017)، يمكن تقسيم مناطق هطول الأمطار البرقوقية في الصين إلى ثلاث مناطق: جيانغنان (I)، ونهر اليانغتسي الأوسط-السفلي (II)، وجيانغهواي (III)، ولكل منها تواريخ بداية مميزة - فعادةً ما تدخل منطقة جيانغنان موسم مييو أولًا في 9 يونيو/حزيران في المتوسط، تليها منطقة اليانغتسي الأوسط-السفلي في 14 يونيو/حزيران، ثم جيانغهواي في 23 يونيو/حزيران. هذا التباين المكاني والزماني يتطلب رصدًا مكثفًا ومستمرًا لهطول الأمطار، مما يوفر فرصًا واسعة لتطبيقات مقاييس المطر.

أظهر موسم الأمطار الغزيرة لعام ٢٠٢٥ اتجاهات مبكرة في بدايته، حيث دخلت منطقتا جيانغنان ونهر اليانغتسي الأوسط والسفلي نهر مييو في ٧ يونيو (قبل ٢-٧ أيام من المعتاد)، بينما بدأ موسم الأمطار الغزيرة في منطقة جيانغهواي في ١٩ يونيو (قبل ٤ أيام). وقد عززت هذه الانطلاقات المبكرة من أهمية الوقاية من الفيضانات. يتميز موسم الأمطار الغزيرة بمدة طويلة، وكثافة عالية، وتغطية واسعة النطاق، فعلى سبيل المثال، تجاوزت أمطار نهر اليانغتسي الأوسط والسفلي لعام ٢٠٢٤ المتوسطات التاريخية بأكثر من ٥٠٪، وشهدت بعض المناطق "أمطارًا عنيفة" تسببت في فيضانات عارمة. في هذا السياق، يُصبح الرصد الدقيق لهطول الأمطار حجر الزاوية في اتخاذ قرارات السيطرة على الفيضانات.

تُعاني عمليات رصد هطول الأمطار اليدوية التقليدية من قيود كبيرة، منها: انخفاض وتيرة القياس (عادةً مرة أو مرتين يوميًا)، وبطء نقل البيانات، وعدم القدرة على رصد هطول الأمطار الغزيرة قصيرة المدى. أما مقاييس الأمطار الآلية الحديثة، التي تستخدم مبدأي الدلو المقلوب أو الوزن، فتُمكّن من الرصد الدقيق دقيقةً بدقيقة، بل وثانيةً بثانية، مع نقل البيانات لاسلكيًا في الوقت الفعلي، مما يُحسّن التوقيت والدقة بشكل كبير. على سبيل المثال، يُحمّل نظام مقياس الأمطار المقلوب في خزان ساندوكسي التابع لشركة يونغكانغ في تشجيانغ البيانات مباشرةً إلى منصات هيدرولوجية إقليمية، مما يُتيح رصدًا "مريحًا وفعالًا" لهطول الأمطار.

تشمل التحديات التقنية الرئيسية: الحفاظ على الدقة أثناء هطول الأمطار الغزيرة (على سبيل المثال، 660 ملم في 3 أيام في مدينة تايبينغ بمقاطعة هوبي عام 2025 - أي ثلث الأمطار السنوية)؛ وموثوقية المعدات في البيئات الرطبة؛ ووضع محطات القياس في مناطق معقدة. تُعالج مقاييس الأمطار الحديثة هذه التحديات باستخدام مواد مقاومة للتآكل من الفولاذ المقاوم للصدأ، وتقنية التكرار المزدوج للدلاء، والطاقة الشمسية. تُحدّث الشبكات الكثيفة المُدعّمة بإنترنت الأشياء، مثل نظام "السد الرقمي" في تشجيانغ، بيانات هطول الأمطار كل 5 دقائق من 11 محطة.

تجدر الإشارة إلى أن تغير المناخ يُفاقم من تطرفات مييو، إذ تجاوزت نسبة هطول الأمطار في مييو عام 2020 المتوسط بنسبة 120% (أعلى مستوى لها منذ عام 1961)، مما يتطلب مقاييس أمطار ذات نطاقات قياس أوسع، ومقاومة للصدمات، وموثوقية في نقل البيانات. كما تدعم بيانات مييو أبحاث المناخ، مما يُثري استراتيجيات التكيف طويلة المدى.

التطبيقات المبتكرة في الصين

لقد طورت الصين أنظمة شاملة لمراقبة هطول الأمطار بدءًا من الملاحظات اليدوية التقليدية إلى حلول إنترنت الأشياء الذكية، حيث تطورت مقاييس المطر إلى عقد أساسية للشبكات الهيدرولوجية الذكية.

شبكات التحكم الرقمية في الفيضانات

يُجسّد نظام "السدود الرقمية" في منطقة شيوتشو التطبيقات الحديثة. فهو يدمج مقاييس هطول الأمطار مع أجهزة استشعار هيدرولوجية أخرى، ويُحمّل البيانات كل خمس دقائق إلى منصة إدارة. وصرح جيانغ جيانمينغ، نائب مدير المكتب الزراعي في بلدة وانغديان: "في السابق، كنا نقيس هطول الأمطار يدويًا باستخدام أسطوانات مُدرّجة، وهو ما كان غير فعال وخطير ليلًا. أما الآن، فتُوفّر تطبيقات الهاتف المحمول بيانات آنية على مستوى الحوض". وهذا يُتيح للموظفين التركيز على التدابير الاستباقية، مثل فحص السدود، مما يُحسّن كفاءة الاستجابة للفيضانات بأكثر من 50%.

في مدينة تونغشيانغ، يجمع نظام "التحكم الذكي في التشبع بالمياه" بيانات من 34 محطة قياس عن بُعد مع توقعات منسوب المياه على مدار 72 ساعة مدعومة بالذكاء الاصطناعي. وخلال موسم مييو لعام 2024، أصدر النظام 23 تقريرًا عن هطول الأمطار، و5 تحذيرات من الفيضانات، وتنبيهين عن ذروة التدفق، مما يُبرز الدور المحوري لعلم المياه باعتباره "عينًا وآذانًا" للسيطرة على الفيضانات. تُكمّل بيانات مقياس هطول الأمطار الدقيقة عمليات الرصد بالرادار/الأقمار الصناعية، مُشكّلةً إطارًا متعدد الأبعاد للرصد.

تطبيقات الخزانات والزراعة

في مجال إدارة موارد المياه، يستخدم خزان ساندوكسي التابع لشركة يونغكانغ مقاييس آلية على ثمانية فروع للقناة، إلى جانب القياسات اليدوية، لتحسين عملية الري. وأوضح المدير لو تشينغ هوا: "يضمن دمج الأساليب توزيعًا رشيدًا للمياه مع تحسين أتمتة المراقبة". وتُسهم بيانات هطول الأمطار بشكل مباشر في تحديد مواعيد الري وتوزيع المياه.

مع حلول إعصار مييو عام ٢٠٢٥، استخدم معهد علوم المياه في هوبي نظامًا للتنبؤ بالفيضانات في الوقت الفعلي، يدمج توقعات الطقس على مدار الساعة مع بيانات الخزانات. وقد فعّل النظام ٢٦ محاكاة للعواصف، وعقد خمسة اجتماعات طارئة، وتعتمد موثوقيته على دقة قياسات مقياس الأمطار.

التقدم التكنولوجي

تتضمن مقاييس المطر الحديثة العديد من الابتكارات الرئيسية:

1. القياس الهجين: الجمع بين مبادئ الدلو المائل والوزن للحفاظ على الدقة عبر الكثافات (0.1-300 مم / ساعة)، ومعالجة هطول الأمطار المتغير في مييو.
2. تصميمات ذاتية التنظيف: تمنع أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية والطلاءات الطاردة للماء تراكم الحطام، وهو أمر بالغ الأهمية أثناء هطول أمطار مييو الغزيرة. أفادت شركة أوكي إلكتريك اليابانية بانخفاض تكاليف الصيانة بنسبة 90% باستخدام هذه الأنظمة.
3. الحوسبة الحافة: تعمل معالجة البيانات على الجهاز على تصفية الضوضاء وتحديد الأحداث المتطرفة محليًا، مما يضمن الموثوقية حتى مع انقطاع الشبكة.
4. التكامل متعدد المعلمات: تقيس محطات كوريا الجنوبية المركبة هطول الأمطار إلى جانب الرطوبة/درجة الحرارة، مما يحسن التنبؤات بالانهيارات الأرضية المرتبطة بإعصار مييو.

التحديات والتوجهات المستقبلية

وعلى الرغم من التقدم، لا تزال القيود قائمة:

• ظروف قاسية: "إعصار مييو العنيف" في عام 2024 في آنهوي أدى إلى زيادة الحمل على قدرة بعض المقاييس البالغة 300 مم/ساعة
• تكامل البيانات: الأنظمة المتباينة تعيق التنبؤ بالفيضانات عبر المناطق
• التغطية الريفية: المناطق الجبلية النائية تفتقر إلى نقاط مراقبة كافية

وتشمل الحلول الناشئة ما يلي:

1. أجهزة قياس متنقلة مثبتة بطائرات بدون طيار: اختبرت وزارة الموارد المائية الصينية أجهزة قياس محمولة بطائرات بدون طيار للنشر السريع خلال فيضانات عام 2025
2. التحقق من صحة البلوكشين: مشاريع تجريبية في تشجيانغ تضمن ثبات البيانات لاتخاذ القرارات الحاسمة
3. التنبؤ المدعوم بالذكاء الاصطناعي: نموذج شنغهاي الجديد يقلل الإنذارات الكاذبة بنسبة 40% من خلال التعلم الآلي

مع تفاقم تغير المناخ لتقلبات مييو، فإن أجهزة القياس من الجيل التالي سوف تتطلب ما يلي:

• متانة محسنة (مقاومة للماء IP68، تشغيل من -30 درجة مئوية إلى 70 درجة مئوية)
• نطاقات قياس أوسع (0~500 مم/ساعة)
• تكامل أوثق مع شبكات إنترنت الأشياء/الجيل الخامس

وكما أشار المدير جيانغ: "ما بدأ كقياس بسيط لهطول الأمطار أصبح أساسًا لحوكمة المياه الذكية". ومن السيطرة على الفيضانات إلى أبحاث المناخ، تظل مقاييس هطول الأمطار أدوات لا غنى عنها لتحقيق المرونة في المناطق ذات الأمطار الغزيرة.

يرجى الاتصال بشركة Honde Technology المحدودة.

Email: info@hondetech.com

موقع الشركة:www.hondetechco.com

هاتف: +86-15210548582