Antecedentes do proxecto
O sueste asiático, caracterizado polo seu clima monzónico tropical, enfróntase anualmente a graves ameazas de inundacións durante a estación das chuvias. Usando a "conca do río Chao Phraya" nun país representativo como exemplo, esta conca flúe a través da capital e as rexións circundantes máis densamente poboadas e economicamente desenvolvidas do país. Historicamente, a interacción de choivas torrenciais repentinas, escorrentía rápida desde zonas montañosas augas arriba e encharcamento urbano fixo que os métodos tradicionais, manuais e baseados na experiencia de vixilancia hidrolóxica sexan inadecuados, o que a miúdo leva a alertas inoportunas, danos materiais significativos e mesmo vítimas.
Para abandonar esta estratexia reactiva, o departamento nacional de recursos hídricos, en colaboración con socios internacionais, lanzou o proxecto “Sistema integrado de vixilancia e alerta temperá de inundacións para a conca do río Chao Phraya”. O obxectivo era establecer un sistema moderno de control de inundacións en tempo real, preciso e eficiente que aproveitase a internet das cousas, a tecnoloxía de sensores e a análise de datos.
Tecnoloxías básicas e aplicacións de sensores
O sistema integra varios sensores avanzados, que forman os "ollos e oídos" da capa de percepción.
1. Pluviómetro de cubeta basculante: o "centinela de primeira liña" para as orixes das inundacións
- Localizacións de despregamento: Amplamente despregado en zonas montañosas augas arriba, reservas forestais, encoros de tamaño medio e concas hidrográficas clave na periferia urbana.
- Función e rol:
- Monitorización de precipitacións en tempo real: Recolle datos de precipitacións cada minuto, cunha precisión de 0,1 mm. Os datos transmítense en tempo real ao centro de control central a través de comunicación GPRS/4G/satélite.
- Aviso de treboada: cando un pluviómetro rexistra choiva de intensidade extremadamente alta nun período curto (por exemplo, máis de 50 mm nunha hora), o sistema activa automaticamente unha alerta inicial, indicando un risco de inundacións repentinas ou escorrentía rápida nesa zona.
- Fusión de datos: os datos de precipitación son un dos parámetros de entrada máis importantes para os modelos hidrolóxicos, que se empregan para predicir o volume de escorrentía nos ríos e o tempo de chegada dos picos de inundación.
2. Medidor de caudal por radar: o "monitor de pulsos" do río
- Localizacións de despregamento: Instalados en todos os canais fluviais principais, confluencias de afluentes clave, augas abaixo dos encoros e en pontes ou torres críticas nas entradas da cidade.
- Función e rol:
- Medición da velocidade sen contacto: emprega principios de reflexión de ondas de radar para medir con precisión a velocidade da auga superficial, sen que se vexa afectada pola calidade da auga nin polo contido de sedimentos, o que require pouco mantemento.
- Medición do nivel e da sección transversal da auga: En combinación con sensores de nivel de auga a presión integrados ou medidores de nivel de auga ultrasónicos, obtén datos do nivel de auga en tempo real. Usando datos de topografía da sección transversal do leito fluvial precargados, calcula o caudal en tempo real (m³/s).
- Indicador de alerta principal: o caudal é o indicador máis directo para determinar a magnitude da inundación. Cando o caudal monitorizado polo radar supera os limiares de alerta ou perigo preestablecidos, o sistema activa alertas a diferentes niveis, o que garante un tempo crucial para a evacuación augas abaixo.
3. Sensor de desprazamento: o "gardián da seguridade" para as infraestruturas
- Lugares de despregamento: diques críticos, presas de terrapléns, noiros e ribeiras propensas a riscos xeotécnicos.
- Función e rol:
- Monitorización da saúde estrutural: emprega sensores de desprazamento GNSS (Sistema Global de Navegación por Satélite) e inclinómetros in situ para monitorizar continuamente o desprazamento, o asentamento e a inclinación a nivel milimétrico de diques e noiros.
- Aviso de rotura/falla de presas: Durante as inundacións, o aumento dos niveis de auga exerce unha presión inmensa sobre as estruturas hidráulicas. Os sensores de desprazamento poden detectar signos temperáns e sutís de inestabilidade estrutural. Se a taxa de desprazamento cambia repentinamente, o sistema emite inmediatamente unha alerta de seguridade estrutural, evitando inundacións catastróficas causadas por fallos de enxeñaría.
Fluxo de traballo do sistema e resultados acadados
- Adquisición e transmisión de datos: Centos de nodos de sensores en toda a conca recollen datos cada 5-10 minutos e transmítenos en paquetes ao centro de datos na nube a través dunha rede de IoT.
- Fusión de datos e análise de modelos: A plataforma central recibe e integra datos de múltiples fontes de pluviómetros, medidores de caudal por radar e sensores de desprazamento. Estes datos introdúcense nun modelo hidrometeorolóxico e hidráulico acoplado calibrado para a simulación e previsión de inundacións en tempo real.
- Alerta temperá intelixente e apoio á decisión:
- Escenario 1: Os pluviómetros das montañas río arriba detectan unha tormenta severa; o modelo predí inmediatamente que un pico de inundación que supere o nivel de alerta chegará á cidade A en 3 horas. O sistema envía automaticamente un aviso ao departamento de prevención de desastres da cidade A.
- Escenario 2: O medidor de caudal por radar do río que atravesa a cidade B mostra un rápido aumento do caudal nunha hora, con niveis de auga a piques de superar o dique. O sistema activa unha alerta vermella e emite ordes de evacuación urxentes para os residentes ribeiregos a través de aplicacións móbiles, redes sociais e emisións de emerxencia.
- Escenario 3: Os sensores de desprazamento nunha sección antiga do dique no Punto C detectan movementos anormais, o que fai que o sistema sinale un risco de colapso. O centro de mando pode enviar inmediatamente equipos de enxeñería para reforzos e evacuar preventivamente os residentes na zona de risco.
- Resultados da aplicación:
- Maior tempo de aviso: En comparación cos métodos tradicionais, o tempo de aviso de inundación mellorou de 2 a 4 horas a 6-12 horas.
- Rigor científico mellorado na toma de decisións: os modelos científicos baseados en datos en tempo real substituíron o xuízo difuso baseado na experiencia, facendo que decisións como o funcionamento dos encoros e a activación da área de desviación de inundacións sexan máis precisas.
- Redución de perdas: Na primeira tempada de inundacións despois do despregamento do sistema, xestionou con éxito dous grandes eventos de inundación, que se estima que reduciron as perdas económicas directas nun 30 % aproximadamente e lograron cero vítimas mortais.
- Mellora da participación pública: a través dunha aplicación móbil pública, os cidadáns poden consultar información en tempo real sobre as precipitacións e o nivel da auga na súa contorna, o que mellora a concienciación pública sobre a prevención de desastres.
Desafíos e perspectivas de futuro
- Desafíos: Elevado investimento inicial no sistema; a cobertura da rede de comunicacións en zonas remotas segue a ser problemática; a estabilidade dos sensores a longo prazo e a resistencia ao vandalismo requiren un mantemento continuo.
- Perspectivas futuras: Os plans inclúen a introdución de algoritmos de IA para mellorar aínda máis a precisión das previsións; a integración de datos de teledetección por satélite para ampliar a cobertura de monitorización; e a exploración de vínculos máis profundos cos sistemas de planificación urbana e de uso da auga agrícola para construír un marco de xestión de "cuncas fluviais intelixentes" máis resiliente.
Resumo:
Este estudo de caso demostra como o funcionamento sinérxico de pluviómetros de balde basculante (que detectan a fonte), medidores de caudal por radar (que monitorizan o proceso) e sensores de desprazamento (que protexen a infraestrutura) constrúe un sistema integral e multidimensional de vixilancia e alerta temperá de inundacións, desde o "ceo" ata o "solo", desde a "fonte" ata a "estrutura". Isto non só representa a dirección de modernización da tecnoloxía de control de inundacións no sueste asiático, senón que tamén proporciona unha valiosa experiencia práctica para a xestión global de inundacións en concas fluviais similares.
Conxunto completo de servidores e módulo sen fíos de software, compatible con RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Póñase en contacto con Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Sitio web da empresa:www.hondetechco.com
Teléfono: +86-15210548582
Data de publicación: 29 de setembro de 2025