في أنظمة الوقاية من الكوارث والتخفيف من آثارها الحديثة، تُعدّ أنظمة الإنذار المبكر بالفيضانات خط الدفاع الأول ضد كوارث الفيضانات. يعمل نظام الإنذار الفعّال والدقيق كحارس لا يكل، معتمدًا على تقنيات استشعار متطورة متنوعة "لرؤية كل شيء حولنا وسماع كل شيء في جميع الاتجاهات". من بين هذه التقنيات، تلعب مقاييس التدفق الرادارية الهيدرولوجية، ومقاييس المطر، وأجهزة استشعار الإزاحة أدوارًا بالغة الأهمية. فهي تجمع بيانات مهمة من أبعاد مختلفة، وتشكل معًا الأساس الإدراكي لنظام الإنذار، ولها تأثير عميق وهام.
أولا: أدوار أجهزة الاستشعار الأساسية الثلاثة
1. مقياس المطر: "Vanguard" و"Cause Monitor"
* الوظيفة: يُعدّ مقياس المطر الجهاز الأكثر مباشرةً وتقليديةً لرصد هطول الأمطار. وتتمثل وظيفته الأساسية في قياس كمية الأمطار (بالمليمتر) بدقة في موقع محدد خلال فترة زمنية محددة. يُركّب في المناطق المفتوحة، حيث يجمع مياه الأمطار في جهاز استقبال، ويقيس حجمها أو وزنها، ويحوّلها إلى بيانات عن عمق هطول الأمطار.
* الموقع في النظام: هو نقطة انطلاق الإنذار بالفيضانات. هطول الأمطار هو سبب معظم الفيضانات. تُعد بيانات هطول الأمطار المستمرة واللحظية أهم مُعامل إدخال للنماذج الهيدرولوجية لإجراء تحليل الجريان السطحي والتنبؤ بالفيضانات. من خلال شبكة من محطات قياس الأمطار، يُمكن للنظام فهم التوزيع المكاني وكثافة هطول الأمطار، مما يُوفر أساسًا للتنبؤ بالجريان السطحي الكلي لمستجمعات المياه.
2. مقياس تدفق الرادار الهيدرولوجي: "المحلل الأساسي"
* الوظيفة: جهاز مراقبة متطور غير تلامسي لسرعة التدفق (流速) والتصريف (流量). يُركّب عادةً على الجسور أو الضفاف فوق سطح الماء، ويُصدر موجات رادارية باتجاه سطح الماء. باستخدام مبدأ تأثير دوبلر، يقيس الجهاز بدقة سرعة سطح النهر، ثم يُجمع بيانات مستوى الماء (غالبًا من مقياس منسوب مياه متكامل)، ويحسب التصريف اللحظي (بالأمتار المكعبة في الثانية) عند المقطع العرضي آنيًا.
* الموقع في النظام: يُعدّ جوهر نظام الإنذار المبكر بالفيضانات. يُعدّ التصريف المؤشر الأهم لحجم الفيضان، إذ يُحدد مباشرةً نطاق ذروة الفيضان والأضرار المحتملة. بالمقارنة مع عدادات قياس تدفق المياه التقليدية القائمة على التلامس، لا تتأثر عدادات تدفق المياه الرادارية بتآكل الفيضان أو اصطدام الحطام. وتظلّ هذه العدادات عاملة خلال الفيضانات الشديدة، موفّرةً بيانات آنية قيّمة، ومُتيحةً مراقبةً دقيقةً ومباشرةً وفوريةً لحالة النهر.
3. مستشعر الإزاحة: "حارس المنشأة" و"المبلغ عن الكوارث الثانوية"
* الدور: تشمل هذه الفئة أجهزة استشعار متنوعة (مثل نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية، وأجهزة قياس الميل، وأجهزة قياس الشقوق) تُستخدم لمراقبة التشوهات الدقيقة، أو الهبوط، أو انزياح البنية التحتية المائية، مثل سدود الخزانات، والسدود، والمنحدرات. تُركّب هذه الأجهزة على نقاط هيكلية حرجة لقياس التغيرات الموضعية باستمرار.
* الموقع في النظام: يُعدّ النظام مسؤولاً عن السلامة الهندسية والإنذار المبكر بالكوارث الثانوية. لا يقتصر خطر الفيضانات على حجم المياه فحسب، بل يشمل أيضًا الأعطال الهيكلية. تُتيح مستشعرات الإزاحة الكشف المبكر عن احتمالية تسرب أو تشوه السدود، أو مخاطر الانهيارات الأرضية على السدود، أو عدم استقرار المنحدرات. إذا تجاوزت البيانات المُراقبة حدود السلامة، يُطلق النظام إنذارًا للمخاطر الرئيسية، مثل الأنابيب، أو انهيار السدود، أو الانهيارات الأرضية، مما يمنع الفيضانات الكارثية الناجمة عن الأعطال الهيكلية.
II. سير العمل التعاوني
تعمل هذه المكونات الثلاثة بتناغم، لتشكل حلقة تحذير كاملة:
- يعد مقياس المطر أول من يبين "كمية الأمطار التي تسقط من السماء".
- تتنبأ النماذج الهيدرولوجية بالجريان المحتمل وتصريف ذروة الفيضانات بناءً على بيانات هطول الأمطار هذه.
- يتحقق مقياس التدفق بالرادار الهيدرولوجي في أقسام النهر الرئيسية من هذه التوقعات في الوقت الفعلي، حيث يقدم تقريراً عن "كمية المياه الموجودة فعلياً في النهر"، ويوفر تحذيرات أكثر دقة حول وقت وصول ذروة الفيضان وحجمها بناءً على اتجاه التصريف المتزايد.
- وفي الوقت نفسه، يقوم مستشعر الإزاحة بمراقبة ما إذا كانت "الحاوية التي تحمل الماء" آمنة بشكل صارم، مما يضمن إطلاق مياه الفيضانات بطريقة خاضعة للرقابة ومنع الكوارث الأكبر الناجمة عن الفشل الهيكلي.
ثالثًا: التأثيرات العميقة
1. تحسين دقة التحذيرات وتوقيتها بشكل كبير:
* بيانات تصريف المياه الآنية من الرادار الهيدرولوجي تُقلل بشكل كبير من عدم اليقين في التنبؤات التقليدية بالفيضانات القائمة على هطول الأمطار. هذا يُحوّل التحذيرات من مجرد "تنبؤ" إلى "إبلاغ آني"، مما يُتيح ساعات ثمينة، بل عشرات الساعات، من الوقت المُخصص لعمليات الإخلاء في اتجاه مجرى النهر والاستجابة للطوارئ.
2. تحسين القدرة على الاستجابة لأحداث الفيضانات الشديدة:
* يسمح القياس غير التلامسي لأجهزة قياس التدفق الرادارية بالعمل بشكل طبيعي خلال الفيضانات الكبرى التاريخية، مما يسد فجوات البيانات الحرجة خلال أشد مراحل الكارثة. يوفر هذا دليلاً واضحاً على قرارات القيادة، ويمنع "التدخل في الخفاء" في اللحظات الأكثر حرجاً.
3. التوسع من تحذيرات الفيضانات إلى تحذيرات السلامة الهيكلية للوقاية الشاملة من الكوارث:
يُحسّن دمج مستشعرات الإزاحة نظام الإنذار من مجرد تنبؤات هيدرولوجية إلى نظام إنذار هيدرولوجي-هيكلي متكامل للسلامة. لا يقتصر دوره على التحذير من "الكوارث الطبيعية" فحسب، بل يشمل أيضًا الوقاية الفعالة من "الكوارث من صنع الإنسان" (الأعطال الهيكلية)، مما يُعزز بشكل كبير عمق ونطاق نظام الوقاية من الكوارث.
4. تعزيز الإدارة الذكية للمياه والرقمنة:
* تُشكّل الكميات الهائلة من البيانات الفورية التي تُولّدها هذه المستشعرات الأساس لبناء "حوض رقمي مائي". يتيح التحليل باستخدام البيانات الضخمة والذكاء الاصطناعي التحسين المستمر للنماذج الهيدرولوجية، مما يُتيح محاكاةً أكثر ذكاءً للفيضانات والتنبؤ بها وتشغيل الخزانات، مما يؤدي في نهاية المطاف إلى إدارة مُحسّنة وذكية للموارد المائية.
5. تحقيق فوائد اقتصادية واجتماعية كبيرة:
* تُقلل التحذيرات الدقيقة من الخسائر والأضرار المادية. فالخسائر التي يتم تجنبها باتخاذ تدابير مثل إغلاق البوابات مسبقًا، ونقل الأصول، وإجلاء السكان، تتجاوز بكثير تكلفة بناء أنظمة الرصد هذه، مما يُحقق عائدًا استثماريًا مرتفعًا. علاوة على ذلك، تُعزز السلامة العامة والثقة في نظام الوقاية من الكوارث.
مجموعة كاملة من الخوادم ووحدة البرامج اللاسلكية، تدعم RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
لمزيد من المعلومات حول أجهزة الاستشعار،
يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
موقع الشركة:www.hondetechco.com
هاتف: +86-15210548582
وقت النشر: ١٨ سبتمبر ٢٠٢٥