"عيون وآذان وأصوات" أنظمة الإنذار المبكر بالفيضانات: الأدوار الرئيسية والتأثير العميق للرادار الهيدرولوجي ومقاييس المطر وأجهزة استشعار الإزاحة

في أنظمة الوقاية من الكوارث والتخفيف من آثارها الحديثة، تُعدّ أنظمة الإنذار المبكر بالفيضانات خط الدفاع الأول ضدّها. يعمل نظام الإنذار الفعال والدقيق كحارس لا يكلّ، معتمدًا على تقنيات استشعار متطورة ومتنوعة لرصد كل ما يحيط به وسماعه في جميع الاتجاهات. ومن بين هذه التقنيات، تلعب مقاييس تدفق الرادار الهيدرولوجي، ومقاييس الأمطار، وأجهزة استشعار الإزاحة أدوارًا حاسمة. فهي تجمع بيانات بالغة الأهمية من مختلف الأبعاد، لتشكل معًا الأساس الإدراكي لنظام الإنذار، ويكون تأثيرها عميقًا وهامًا.

أولاً: أدوار أجهزة الاستشعار الأساسية الثلاثة

1. مقياس المطر: "الطليعة" و"مراقبة السبب"
* الدور: يُعد مقياس المطر الأداة الأكثر مباشرة وتقليدية لرصد الهطول المطري. وتتمثل وظيفته الأساسية في قياس كمية الأمطار بدقة (بالملليمترات) في موقع محدد خلال فترة زمنية محددة. يُركّب المقياس في المناطق المفتوحة، حيث يجمع مياه الأمطار في وعاء استقبال ويقيس حجمها أو وزنها، محولاً إياها إلى بيانات عمق الهطول.
* الموقع في النظام: يُعدّ هذا الموقع نقطة البداية للإنذار المبكر بالفيضانات. فالأمطار هي السبب الرئيسي لمعظم الفيضانات. وتُعتبر بيانات هطول الأمطار المستمرة واللحظية أهمّ مُدخلات النماذج الهيدرولوجية لإجراء تحليل الجريان السطحي والتنبؤ بالفيضانات. ومن خلال شبكة من محطات قياس الأمطار، يستطيع النظام فهم التوزيع المكاني وشدة هطول الأمطار، مما يُوفّر الأساس للتنبؤ بالجريان السطحي الإجمالي للمستجمع المائي.

2. مقياس تدفق الرادار الهيدرولوجي: "المحلل الأساسي"
* الدور: هذا جهاز متطور لمراقبة سرعة التدفق (流速) ومعدل التصريف (流量) دون تلامس. يُركّب عادةً على الجسور أو ضفاف الأنهار فوق سطح الماء، ويُصدر موجات رادار باتجاه سطح الماء. باستخدام مبدأ تأثير دوبلر، يقيس بدقة سرعة سطح النهر، وبالتزامن مع بيانات مستوى الماء (غالبًا من مقياس مستوى الماء المدمج)، يحسب معدل التصريف اللحظي (بالمتر المكعب في الثانية) عند المقطع العرضي في الوقت الفعلي.
* موقعها في النظام: تُعدّ هذه الوحدة جوهر نظام الإنذار المبكر بالفيضانات. ويُعتبر معدل التدفق المؤشر الأهم لحجم الفيضان، إذ يُحدد بشكل مباشر نطاقه والأضرار المحتملة الناجمة عن ذروته. وبالمقارنة مع عدادات التدفق التقليدية التي تعمل باللمس، فإن عدادات التدفق الرادارية لا تتأثر بتآكل النهر أو اصطدام الحطام. وتبقى هذه العدادات عاملة أثناء الفيضانات الشديدة، موفرةً بيانات قيّمة آنية، وممكّنةً من مراقبة حالة النهر بدقة وسرعة فائقة.

3. جهاز استشعار الإزاحة: "حارس المنشأة" و"المبلغ عن المخالفات في الكوارث الثانوية"
* الدور: تشمل هذه الفئة أجهزة استشعار متنوعة (مثل أجهزة تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية، وأجهزة قياس الميل، وأجهزة قياس الشقوق) تُستخدم لرصد التشوهات الدقيقة، أو الهبوط، أو إزاحة البنية التحتية المائية مثل سدود الخزانات، والجسور، والمنحدرات. تُثبّت هذه الأجهزة على نقاط هيكلية حرجة لقياس التغيرات الموضعية باستمرار.
* موقعها في النظام: تُعدّ هذه المنظومة حامية لسلامة الهندسة والإنذار المبكر بالكوارث الثانوية. لا يقتصر خطر الفيضانات على حجم المياه فحسب، بل يشمل أيضًا الانهيارات الإنشائية. تُتيح أجهزة استشعار الإزاحة الكشف المبكر عن أي تسرب أو تشوه محتمل في السدود، أو مخاطر الانهيارات الأرضية على الجسور الترابية، أو عدم استقرار المنحدرات. في حال تجاوزت البيانات المُراقبة عتبات الأمان، يُطلق النظام إنذارًا للمخاطر الجسيمة كالتسربات الداخلية، أو انهيار السدود، أو الانهيارات الأرضية، ما يمنع حدوث فيضانات كارثية ناجمة عن الانهيارات الإنشائية.

ثانياً: سير العمل التعاوني

تعمل هذه المكونات الثلاثة بتناغم، لتشكل حلقة إنذار كاملة:

1. يُعد مقياس المطر أول جهاز يُبلغ عن "كمية الأمطار المتساقطة من السماء".
2. تتنبأ النماذج الهيدرولوجية بالجريان السطحي المحتمل وذروة تصريف الفيضانات بناءً على بيانات هطول الأمطار هذه.
3. يقوم مقياس التدفق الراداري الهيدرولوجي في أقسام النهر الرئيسية بالتحقق من هذه التوقعات في الوقت الفعلي، حيث يقدم تقريراً عن "كمية المياه الموجودة فعلياً في النهر"، ويوفر تحذيرات أكثر دقة بشأن وقت وصول ذروة الفيضان وحجمها بناءً على اتجاه التصريف المتزايد.
4. في الوقت نفسه، يقوم مستشعر الإزاحة بمراقبة ما إذا كانت "الحاوية التي تحتوي على الماء" آمنة، مما يضمن إطلاق مياه الفيضانات بطريقة محكمة ويمنع حدوث كوارث أكبر ناجمة عن انهيار هيكلي.

ثالثًا: آثار عميقة

1. تحسين كبير في دقة وتوقيت الإنذار:
* تُقلل بيانات التصريف في الوقت الفعلي من الرادار الهيدرولوجي بشكل كبير من عدم اليقين في التنبؤات التقليدية للفيضانات القائمة على هطول الأمطار. وهذا يُحوّل التحذيرات من مجرد "تنبؤ" إلى "إبلاغ فوري"، مما يُتيح ساعات ثمينة، بل وعشرات الساعات، من الوقت الذهبي لعمليات الإجلاء والاستجابة الطارئة في المناطق الواقعة أسفل مجرى النهر.

2. تحسين القدرة على الاستجابة لأحداث الفيضانات الشديدة:
* يتيح القياس عن بُعد لأجهزة قياس تدفق المياه بالرادار العمل بشكل طبيعي أثناء الفيضانات الكبرى التاريخية، مما يسد فجوات البيانات الحرجة خلال المرحلة الأشد خطورة من الكارثة. وهذا يوفر أدلة مرئية لاتخاذ القرارات القيادية، ويمنع "العمل في الظلام" في اللحظات الأكثر حرجًا.

3. التوسع من تحذير من الفيضانات إلى تحذير من السلامة الهيكلية للوقاية الشاملة من الكوارث:
* يُساهم دمج أجهزة استشعار الإزاحة في تطوير نظام الإنذار من مجرد التنبؤ الهيدرولوجي إلى نظام إنذار متكامل للسلامة "الهيدرولوجية-الإنشائية". فهو لا يقتصر على التحذير من "الكوارث الطبيعية" فحسب، بل يُمكنه أيضاً منع "الكوارث التي من صنع الإنسان" (الانهيارات الإنشائية) بفعالية، مما يُعزز بشكل كبير من عمق ونطاق نظام الوقاية من الكوارث.

4. تعزيز الإدارة الذكية للمياه والتحول الرقمي:
* تشكل الكميات الهائلة من البيانات الآنية التي تولدها هذه المستشعرات الأساس لبناء "مستجمع مائي رقمي توأم". يسمح التحليل من خلال البيانات الضخمة والذكاء الاصطناعي بالتحسين المستمر للنماذج الهيدرولوجية، مما يتيح محاكاة الفيضانات والتنبؤ بها وتشغيل الخزانات بشكل أكثر ذكاءً، مما يؤدي في النهاية إلى إدارة دقيقة وذكية لموارد المياه.

5. تحقيق فوائد اقتصادية واجتماعية كبيرة:
تُقلل الإنذارات الدقيقة من الخسائر البشرية والمادية. فالخسائر التي يتم تجنبها باتخاذ تدابير مثل إغلاق البوابات مسبقًا، ونقل الأصول، وإجلاء السكان، تفوق بكثير الاستثمار في بناء أنظمة المراقبة هذه، مما يُحقق عائدًا استثماريًا مرتفعًا. علاوة على ذلك، يُعزز ذلك السلامة العامة والثقة في نظام الوقاية من الكوارث.

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

للحصول على مزيد من المعلومات حول أجهزة الاستشعار،

يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

موقع الشركة الإلكتروني:www.hondetechco.com

الهاتف: +86-15210548582