Juhovýchodná Ázia, ktorá sa vyznačuje podnebím tropického dažďového pralesa, častými monzúnovými dažďami a hornatým terénom, je jedným z regiónov najviac náchylných na horské povodne na celom svete. Tradičné monitorovanie zrážok na jednom mieste už nie je postačujúce pre moderné potreby včasného varovania. Preto je nevyhnutné vytvoriť integrovaný systém monitorovania a varovania, ktorý kombinuje vesmírne, nebeské a pozemné technológie. Jadro takéhoto systému zahŕňa: hydrologické radarové senzory (na makroskopické monitorovanie zrážok), zrážkomery (na presnú kalibráciu na úrovni zeme) a senzory posunu (na monitorovanie geologických podmienok na mieste).
Nasledujúci komplexný príklad použitia ilustruje, ako tieto tri typy senzorov spolupracujú.
I. Prípadová štúdia: Projekt včasného varovania pred horskými povodňami a zosuvmi pôdy v povodí ostrova Jáva v Indonézii
1. Pozadie projektu:
Horské dediny v centrálnej časti ostrova Jáva sú neustále postihnuté silnými monzúnovými dažďami, ktoré vedú k častým horským záplavám a sprievodným zosuvom pôdy, ktoré vážne ohrozujú životy obyvateľov, majetok a infraštruktúru. Miestna samospráva v spolupráci s medzinárodnými organizáciami realizovala komplexný monitorovací a varovný projekt v typickej malej povodí regiónu.
2. Konfigurácia a úlohy senzorov:
- „Sky Eye“ – hydrologické radarové senzory (priestorové monitorovanie)
- Úloha: Makroskopické predpovedanie trendov a odhad zrážok v povodí.
- Rozmiestnenie: Na vysokých miestach okolo povodia bola rozmiestnená sieť malých hydrologických radarov v pásme X alebo C. Tieto radary skenujú atmosféru v celom povodí s vysokým časopriestorovým rozlíšením (napr. každých 5 minút, mriežka 500 m × 500 m) a odhadujú intenzitu zrážok, smer pohybu a rýchlosť.
- Aplikácia:
- Radar detekuje intenzívny oblak zrážok pohybujúci sa smerom k povodiu proti prúdu a vypočíta, že pokryje celé povodie do 60 minút s odhadovanou priemernou intenzitou zrážok v oblasti presahujúcou 40 mm/h. Systém automaticky vydá varovanie úrovne 1 (upozornenie), ktoré upozorní pozemné monitorovacie stanice a riadiaci personál, aby sa pripravili na overenie údajov a reakciu na núdzovú situáciu.
- Radarové údaje poskytujú mapu rozloženia zrážok v celom povodí, ktorá presne identifikuje „horúce miesta“ s najsilnejšími zrážkami, čo slúži ako kľúčový vstup pre následné presné varovania.
- „Pozemná referencia“ – zrážkomery (presné monitorovanie v jednotlivých bodoch)
- Úloha: Zber pozemných údajov a kalibrácia radarových údajov.
- Rozmiestnenie: Desiatky výklopných zrážkomerov boli rozmiestnené po celom povodí, najmä proti prúdu od dedín, v rôznych nadmorských výškach a v radarom identifikovaných „horúcich miestach“. Tieto senzory zaznamenávajú skutočné zrážky na úrovni zeme s vysokou presnosťou (napr. 0,2 mm/výklop).
- Aplikácia:
- Keď hydrologický radar vydá varovanie, systém okamžite načíta údaje v reálnom čase zo zrážkomerov. Ak viacero zrážkomerov potvrdí, že kumulatívne zrážky za poslednú hodinu prekročili 50 mm (prednastavená prahová hodnota), systém eskaluje varovanie na úroveň 2 (Varovanie).
- Údaje zo zrážkomeru sa nepretržite prenášajú do centrálneho systému na porovnanie a kalibráciu s odhadmi radaru, čím sa neustále zlepšuje presnosť inverzie radarových zrážok a znižuje sa počet falošných poplachov a zmeškaných detekcií. Slúžia ako „podstatné údaje“ na overovanie radarových varovaní.
- „Pulz Zeme“ – senzory posunutia (monitorovanie geologickej odozvy)
- Úloha: Monitorovanie skutočnej reakcie svahu na zrážky a priame varovanie pred zosuvmi pôdy.
- Nasadenie: Na vysoko rizikových zosuvných telesách identifikovaných prostredníctvom geologických prieskumov v povodí bola nainštalovaná séria senzorov posunu vrátane:
- Inklinometre pre vrty: Inštalované do vrtov na monitorovanie drobných posunov hlboko v podpovrchových horninách a pôde.
- Trhlinometre/drôtové extenzometre: Inštalujú sa naprieč povrchovými trhlinami na monitorovanie zmien šírky trhliny.
- Monitorovacie stanice GNSS (globálny navigačný satelitný systém): Monitorujú posuny povrchu na milimetrovej úrovni.
- Aplikácia:
- Počas silných dažďov zrážkomery potvrdzujú vysokú intenzitu zrážok. V tejto fáze poskytujú senzory posunu najdôležitejšie informácie – stabilitu svahu.
- Systém detekuje náhle zrýchlenie rýchlosti posunu z hlbokého inklinometra na svahu s vysokým rizikom, sprevádzané neustálym rozširovaním údajov z meračov povrchových trhlín. To naznačuje, že dažďová voda prenikla do svahu, vytvára sa šmykový povrch a bezprostredne hrozí zosuv pôdy.
- Na základe týchto údajov o premiestnení v reálnom čase systém obchádza varovania založené na zrážkach a priamo vydáva výstrahu najvyššej úrovne 3 (núdzová výstraha), ktorá upozorňuje obyvateľov v nebezpečnej zóne prostredníctvom vysielania, SMS správ a sirén, aby okamžite evakuovali.
II. Kolaboratívny pracovný postup senzorov
- Fáza včasného varovania (pred zrážkami až po počiatočné zrážky): Hydrologický radar detekuje intenzívne zrážkové oblaky ako prvý proti prúdu a poskytuje včasné varovanie.
- Fáza potvrdenia a eskalácie (počas zrážok): Zrážkomery potvrdzujú, že zrážky na úrovni zeme prekračujú prahové hodnoty, pričom špecifikujú a lokalizujú úroveň varovania.
- Fáza kritickej akcie (pred katastrofou): Snímače posunu detekujú priame signály nestability svahu, čím spúšťajú najvyšší stupeň varovania pred bezprostrednou katastrofou a kupujú kritických „posledných pár minút“ na evakuáciu.
- Kalibrácia a učenie (počas celého procesu): Údaje z merača zrážok priebežne kalibrujú radar, zatiaľ čo všetky údaje zo senzorov sa zaznamenávajú na optimalizáciu budúcich modelov a prahových hodnôt varovania.
III. Zhrnutie a výzvy
Tento integrovaný prístup s využitím viacerých senzorov poskytuje robustnú technickú podporu pri riešení horských záplav a zosuvov pôdy v juhovýchodnej Ázii.
- Hydrologický radar odpovedá na otázku „Kde sa vyskytnú silné dažde?“ a poskytuje tak včasný postup.
- Zrážkomery odpovedajú na otázku „Koľko zrážok v skutočnosti spadlo?“ a poskytujú presné kvantitatívne údaje.
- Snímače posunutia riešia otázku: „Zosunie sa zem?“ a poskytujú priamy dôkaz o hroziacej katastrofe.
Medzi výzvy patrí:
- Vysoké náklady: Zavádzanie a údržba radarových a hustých senzorových sietí sú drahé.
- Problémy s údržbou: V odľahlých, vlhkých a horských oblastiach je zabezpečenie dodávky energie (často závislej od slnečnej energie), prenosu údajov (často pomocou rádiofrekvencie alebo satelitu) a fyzickej údržby zariadení značnou výzvou.
- Technická integrácia: Na integráciu údajov z viacerých zdrojov a umožnenie automatizovaného a rýchleho rozhodovania sú potrebné výkonné dátové platformy a algoritmy.
- Kompletná sada serverov a softvérového bezdrôtového modulu, podporuje RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWANKontaktujte, prosím, spoločnosť Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Webová stránka spoločnosti:www.hondetechco.com
Tel.: +86-15210548582
Čas uverejnenia: 19. septembra 2025