"شبكة السماء تحت الماء": استحضار صورة شبكة استشعار ذكية واسعة النطاق

I. سيناريوهات التطبيق الرئيسية
يتم نشر أجهزة استشعار جودة المياه في البرازيل بشكل أساسي في السيناريوهات الرئيسية التالية:

1. أنظمة إمدادات المياه ومعالجة مياه الصرف الصحي في المناطق الحضرية

دراسة الحالة: تستخدم شركة الصرف الصحي الأساسية لولاية ساو باولو (SABESP)، أكبر شركة مرافق مياه في أمريكا اللاتينية، أجهزة استشعار جودة المياه متعددة المعلمات على نطاق واسع في جميع أنحاء شبكة إمداداتها، من الخزانات إلى محطات معالجة المياه.

السيناريوهات:

مراقبة مصدر المياه: مراقبة المعلمات مثل الرقم الهيدروجيني، والأكسجين المذاب (DO)، والعكارة، وكثافة الطحالب (الكلوروفيل-أ)، وتنبيهات البكتيريا الزرقاء السامة في أنظمة الخزانات الكبيرة (على سبيل المثال، نظام كانتاريرا) لضمان سلامة المياه الخام.

التحكم في عملية المعالجة: يتم استخدام أجهزة الاستشعار داخل محطات المعالجة للتحكم بدقة في الجرعات الكيميائية (على سبيل المثال، المواد المسببة للتخثر، والمطهرات) أثناء العمليات مثل التخثر، والترسيب، والترشيح، والتطهير، مما يؤدي إلى تحسين الكفاءة وخفض التكاليف.

مراقبة شبكة التوزيع: تُقام نقاط مراقبة في جميع أنحاء شبكة توزيع المياه الحضرية الواسعة لتتبع الكلور المتبقي، والعكارة، وغيرها من المؤشرات آنيًا. يضمن هذا سلامة مياه الصنبور أثناء النقل، ويتيح الكشف السريع عن حالات التلوث.

2. مراقبة تصريف مياه الصرف الصناعي

دراسة الحالة: المعهد البرازيلي للبيئة والموارد الطبيعية المتجددة (IBAMA) والوكالات البيئية الحكومية.

السيناريوهات:

مراقبة الامتثال: يُطلب من الصناعات ذات مخاطر التلوث العالية (مثل: اللب والورق، والتعدين، والمواد الكيميائية، وتصنيع الأغذية) تركيب أنظمة مراقبة آلية للنفايات السائلة عبر الإنترنت في منافذ تصريفها. تقيس المستشعرات باستمرار معايير مثل الطلب الكيميائي للأكسجين (COD)، وإجمالي النيتروجين، وإجمالي الفوسفور، والمعادن الثقيلة (مثل: الزئبق، والرصاص، مما يتطلب مستشعرات خاصة)، ودرجة الحموضة (pH)، ومعدل التدفق.

الدور: ضمان امتثال تصريفات مياه الصرف الصحي لمعايير المجلس الوطني للبيئة (CONAMA). يُسهم نقل البيانات آنيًا إلى الجهات التنظيمية في منع التصريفات غير القانونية، ويوفر أدلةً مباشرة لجهات إنفاذ القانون.

3. مراقبة التلوث الزراعي غير النقطي

دراسة الحالة: مؤسسات البحوث الزراعية والبيئية في الولايات الزراعية الكبرى مثل ماتو جروسو.

السيناريوهات:

مراقبة مستجمعات المياه: يتم نشر شبكات الاستشعار في أحواض الأنهار ذات الزراعة المكثفة واسعة النطاق لمراقبة التغيرات في النترات والفوسفات والعكارة وبقايا المبيدات.

الدور: تقييم تأثير استخدام الأسمدة والمبيدات الحشرية على المسطحات المائية، ودراسة أنماط التلوث غير النقطي، وتوفير البيانات لإبلاغ أفضل ممارسات الإدارة والسياسات البيئية.

4. الرصد البيئي للمسطحات المائية الطبيعية (الأنهار والبحيرات والسواحل)

دراسات الحالة:

أبحاث حوض الأمازون: تستخدم فرق بحثية من المعهد الوطني لأبحاث الأمازون (INPA) والجامعات أجهزة استشعار مثبتة على عوامات أو أوعية لمراقبة درجة حرارة الماء، وموصليته (لتقدير تركيز المواد المذابة)، وعكارته، وتدفقات الأكسجين المذاب وثاني أكسيد الكربون في نهر الأمازون وروافده. يُعد هذا الأمر بالغ الأهمية لدراسة علم المياه والدورات البيوكيميائية لأكبر غابة مطيرة استوائية في العالم.

مراقبة التغذية الزائدة الساحلية: في المياه الساحلية للمدن الكبرى مثل ريو دي جانيرو وساو باولو، يتم استخدام أجهزة الاستشعار لمراقبة التغذية الزائدة الناجمة عن تصريف مياه الصرف الصحي، وتوفير تحذيرات مبكرة بشأن ازدهار الطحالب الضارة (المد الأحمر) وحماية صناعات السياحة وتربية الأحياء المائية.

السيناريوهات: عوامات مراقبة ثابتة، وسفن مراقبة متحركة، وأجهزة استشعار محمولة مثبتة على طائرات بدون طيار.

5. الإنذار المبكر بكوارث التعدين والرصد بعد الكوارث (مهم للغاية)

دراسة حالة: يُعد هذا أحد أكثر سيناريوهات التطبيق أهميةً، وإن كان مأساويًا، في البرازيل. فبعد انهيار سدود مخلفات التعدين في ميناس جيرايس (مثل كارثة ساماركو عام ٢٠١٥ وفالي عام ٢٠١٩)، أصبحت أجهزة استشعار جودة المياه أدوات حيوية.

السيناريوهات:

أنظمة الإنذار المبكر: يتم تركيب شبكات استشعار في الوقت الحقيقي في الأنهار الواقعة أسفل سدود المخلفات النشطة لمراقبة الارتفاعات المفاجئة في العكارة، والتي يمكن أن تكون بمثابة مؤشر تحذير مبكر للخرق.

تقييم التلوث وتتبعه: بعد وقوع الكارثة، تُنشر شبكات واسعة من أجهزة الاستشعار في أحواض الأنهار المتضررة (مثل نهر ريو دوسي ونهر باراوبيبا) لمراقبة العكارة وتركيزات المعادن الثقيلة (مثل الحديد والمنجنيز) ودرجة الحموضة (pH) باستمرار. يُقيّم هذا انتشار التلوث وشدته وتأثيره البيئي طويل المدى، مما يُوجه جهود المعالجة.

II. الأدوار والمزايا الرئيسية
وبناءً على الحالات المذكورة أعلاه، يمكن تلخيص دور أجهزة استشعار جودة المياه في البرازيل على النحو التالي:

حماية الصحة العامة: ضمان سلامة مياه الشرب لعشرات الملايين من سكان المناطق الحضرية من خلال مراقبة مصادر المياه وشبكات التوزيع في الوقت الحقيقي، ومنع تفشي الأمراض المنقولة بالمياه.

حماية البيئة وإنفاذ القانون: توفير "أدلة دامغة" للجهات التنظيمية البيئية، مما يتيح مراقبة فعالة لمصادر التلوث الصناعي والحضري، وحماية النظم البيئية للأنهار والبحيرات والبحار، والسماح باتخاذ إجراءات مستهدفة ضد التصريفات غير القانونية.

الإنذار المبكر بالكوارث والاستجابة للطوارئ: يوفر إنذارات مبكرة بالغة الأهمية في قطاعات مثل التعدين، مما يوفر وقتًا ثمينًا لإخلاء المجتمعات المحلية في المناطق الواقعة أسفل النهر. بعد وقوع حادث، يُمكّن من تقييم التلوث بسرعة لتوجيه الاستجابة للطوارئ.

تحسين الكفاءة التشغيلية: يساعد شركات المياه على تحسين عمليات المعالجة، مما يوفر في المواد الكيميائية واستهلاك الطاقة، وبالتالي تقليل تكاليف التشغيل.

دعم البحث العلمي: يزود العلماء ببيانات طويلة الأمد ومتواصلة وعالية التردد حول جودة المياه لدراسة آليات النظم البيئية الفريدة (مثل الأمازون)، وتأثيرات تغير المناخ، والآثار البيئية للأنشطة الزراعية.

الشفافية في البيانات والتوعية العامة: يتم نشر بعض بيانات المراقبة (على سبيل المثال، جودة مياه الشاطئ)، مما يساعد الناس على اتخاذ القرار بشأن السباحة أو الصيد، وبالتالي زيادة الشفافية في إدارة الموارد المائية.

ملخص
من خلال تطبيق أجهزة استشعار جودة المياه، تُعالج البرازيل بفعالية تحديات مواردها المائية، بما في ذلك التلوث الناجم عن التوسع العمراني السريع، وخطر الحوادث الصناعية، وتأثير التوسع الزراعي، ومسؤولية حماية التراث الطبيعي العالمي. تُشكل هذه التقنيات جوهر نظام شامل متعدد الطبقات لإدارة البيئة المائية، يشمل "الإنذار المبكر"، و"الرصد"، و"الإنفاذ"، و"البحث". على الرغم من استمرار التحديات في نطاق النشر، وتكامل البيانات، والتمويل، إلا أن تطبيقها العملي أثبت أهميته وضرورته البالغة.

يمكننا أيضًا تقديم مجموعة متنوعة من الحلول لـ

1. جهاز قياس جودة المياه المحمول متعدد المعايير

2. نظام العوامات العائمة لجودة المياه متعددة المعايير

3. فرشاة تنظيف أوتوماتيكية لمستشعر المياه متعدد المعلمات

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

لمزيد من أجهزة استشعار المياه معلومة،

يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

موقع الشركة:www.hondetechco.com

هاتف: +86-15210548582