กรณีการประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์เรดาร์อุทกวิทยา มาตรวัดปริมาณน้ำฝน และเซ็นเซอร์การเคลื่อนที่ สำหรับการเตือนภัยน้ำท่วมภูเขาในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้

เอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ซึ่งมีลักษณะเด่นคือภูมิอากาศแบบป่าฝนเขตร้อน กิจกรรมมรสุมที่เกิดขึ้นบ่อยครั้ง และภูมิประเทศที่เป็นภูเขา เป็นหนึ่งในภูมิภาคที่เสี่ยงต่อภัยพิบัติน้ำท่วมบนภูเขาสูงที่สุดในโลก การตรวจสอบปริมาณน้ำฝนแบบจุดเดียวแบบดั้งเดิมไม่เพียงพอต่อความต้องการด้านการเตือนภัยล่วงหน้าในปัจจุบัน ดังนั้น จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องสร้างระบบเฝ้าระวังและเตือนภัยแบบบูรณาการที่ผสานรวมเทคโนโลยีจากอวกาศ ท้องฟ้า และภาคพื้นดินเข้าด้วยกัน หัวใจสำคัญของระบบดังกล่าวประกอบด้วย เซ็นเซอร์เรดาร์อุทกวิทยา (สำหรับการตรวจสอบปริมาณน้ำฝนในระดับมหภาค) มาตรวัดปริมาณน้ำฝน (สำหรับการสอบเทียบระดับพื้นดินที่แม่นยำ) และเซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนตัว (สำหรับการตรวจสอบสภาพทางธรณีวิทยาในพื้นที่)

กรณีการใช้งานที่ครอบคลุมต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่าเซ็นเซอร์ทั้งสามประเภทนี้ทำงานร่วมกันอย่างไร

I. กรณีศึกษา: โครงการเตือนภัยล่วงหน้าสำหรับน้ำท่วมและดินถล่มบนภูเขาในลุ่มน้ำเกาะชวา ประเทศอินโดนีเซีย

1. ความเป็นมาของโครงการ:
หมู่บ้านบนภูเขาบนเกาะชวาตอนกลางได้รับผลกระทบจากฝนที่ตกหนักจากมรสุมอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดน้ำท่วมภูเขาและดินถล่มบ่อยครั้ง ซึ่งคุกคามชีวิต ทรัพย์สิน และโครงสร้างพื้นฐานของผู้อยู่อาศัยอย่างรุนแรง รัฐบาลท้องถิ่นร่วมมือกับองค์กรระหว่างประเทศดำเนินโครงการเฝ้าระวังและเตือนภัยอย่างครอบคลุมในพื้นที่ลุ่มน้ำขนาดเล็กทั่วไปของภูมิภาค

2. การกำหนดค่าและบทบาทของเซ็นเซอร์:

• “Sky Eye” — เซ็นเซอร์เรดาร์อุทกวิทยา (การตรวจสอบเชิงพื้นที่)
  • บทบาท: การพยากรณ์แนวโน้มมหภาคและการประมาณปริมาณน้ำฝนในพื้นที่ลุ่มน้ำ
  • การติดตั้ง: เครือข่ายเรดาร์อุทกวิทยาขนาดเล็กแบบ X-band หรือ C-band ถูกติดตั้ง ณ จุดสูงรอบพื้นที่ลุ่มน้ำ เรดาร์เหล่านี้จะสแกนบรรยากาศทั่วทั้งพื้นที่ลุ่มน้ำด้วยความละเอียดเชิงพื้นที่และเวลาสูง (เช่น ทุก 5 นาที ตารางกริด 500 ม. x 500 ม.) เพื่อประเมินความเข้มของฝน ทิศทางการเคลื่อนที่ และความเร็วของฝน
  • แอปพลิเคชัน:
    • เรดาร์ตรวจจับเมฆฝนหนาแน่นที่เคลื่อนตัวเข้าหาลุ่มน้ำต้นน้ำ และคำนวณว่าเมฆฝนจะปกคลุมทั่วทั้งลุ่มน้ำภายใน 60 นาที โดยมีปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยในพื้นที่ประมาณ 40 มิลลิเมตร/ชั่วโมง ระบบจะแจ้งเตือนระดับ 1 (Advisory) โดยอัตโนมัติ เพื่อแจ้งเตือนสถานีตรวจสอบภาคพื้นดินและเจ้าหน้าที่ฝ่ายจัดการให้เตรียมพร้อมสำหรับการตรวจสอบข้อมูลและการตอบสนองต่อเหตุฉุกเฉิน
    • ข้อมูลเรดาร์จัดทำแผนที่การกระจายตัวของฝนทั่วทั้งลุ่มน้ำ ระบุพื้นที่ "จุดร้อน" ที่มีฝนตกหนักที่สุดได้อย่างแม่นยำ ซึ่งถือเป็นข้อมูลสำคัญสำหรับการเตือนที่แม่นยำในภายหลัง
• “การอ้างอิงภาคพื้นดิน” — มาตรวัดปริมาณน้ำฝน (การตรวจสอบที่แม่นยำเฉพาะจุด)
  • บทบาท: การรวบรวมข้อมูลภาคพื้นดินและการสอบเทียบข้อมูลเรดาร์
  • การติดตั้ง: มีเครื่องวัดปริมาณน้ำฝนแบบถังเอียงหลายสิบเครื่องกระจายอยู่ทั่วพื้นที่ลุ่มน้ำ โดยเฉพาะบริเวณต้นน้ำของหมู่บ้าน ในพื้นที่ระดับความสูงต่างๆ และในพื้นที่ “จุดร้อน” ที่ระบุด้วยเรดาร์ เซ็นเซอร์เหล่านี้บันทึกปริมาณน้ำฝนที่ระดับพื้นดินจริงด้วยความแม่นยำสูง (เช่น 0.2 มม./ถังเอียง)
  • แอปพลิเคชัน:
    • เมื่อเรดาร์อุทกวิทยาส่งคำเตือน ระบบจะดึงข้อมูลแบบเรียลไทม์จากมาตรวัดปริมาณน้ำฝนทันที หากมาตรวัดปริมาณน้ำฝนหลายเครื่องยืนยันว่าปริมาณน้ำฝนสะสมในช่วงชั่วโมงที่ผ่านมาเกิน 50 มม. (เกณฑ์ที่ตั้งไว้ล่วงหน้า) ระบบจะเพิ่มระดับการแจ้งเตือนเป็นระดับ 2 (คำเตือน)
    • ข้อมูลมาตรวัดปริมาณน้ำฝนจะถูกส่งไปยังระบบส่วนกลางอย่างต่อเนื่องเพื่อเปรียบเทียบและปรับเทียบกับการประมาณค่าเรดาร์ ซึ่งช่วยปรับปรุงความแม่นยำของข้อมูลการกลับทิศของปริมาณน้ำฝนจากเรดาร์อย่างต่อเนื่อง และลดการแจ้งเตือนที่ผิดพลาดและการตรวจจับที่ผิดพลาด ข้อมูลนี้ทำหน้าที่เป็น “ข้อมูลพื้นฐาน” สำหรับการตรวจสอบความถูกต้องของคำเตือนจากเรดาร์
• “ชีพจรของโลก” — เซ็นเซอร์การเคลื่อนที่ (การตรวจสอบการตอบสนองทางธรณีวิทยา)
  • บทบาท: ตรวจสอบการตอบสนองที่แท้จริงของความลาดชันต่อปริมาณน้ำฝนและแจ้งเตือนดินถล่มโดยตรง
  • การใช้งาน: มีการติดตั้งเซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนที่ชุดหนึ่งบนวัตถุดินถล่มที่มีความเสี่ยงสูงที่ระบุโดยการสำรวจทางธรณีวิทยาภายในลุ่มน้ำ ซึ่งรวมถึง:
    • อินคลิโนมิเตอร์สำหรับหลุมเจาะ: ติดตั้งในหลุมเจาะเพื่อตรวจสอบการเคลื่อนตัวเล็กน้อยของหินและดินใต้ผิวดินที่ลึก
    • เครื่องวัดรอยแตกร้าว/เครื่องวัดการยืดสาย: ติดตั้งข้ามรอยแตกร้าวบนพื้นผิวเพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของความกว้างของรอยแตกร้าว
    • สถานีตรวจสอบ GNSS (ระบบดาวเทียมนำทางทั่วโลก) ตรวจสอบการเคลื่อนตัวของพื้นผิวในระดับมิลลิเมตร
  • แอปพลิเคชัน:
    • ในช่วงที่มีฝนตกหนัก เครื่องวัดปริมาณน้ำฝนจะยืนยันความเข้มข้นของฝนที่สูง ในขั้นตอนนี้ เซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนที่จะให้ข้อมูลที่สำคัญที่สุด นั่นคือ เสถียรภาพของความลาดชัน
    • ระบบจะตรวจจับการเร่งความเร็วอย่างฉับพลันของอัตราการเคลื่อนที่จากเครื่องวัดความลาดเอียงที่ลึกบนทางลาดที่มีความเสี่ยงสูง พร้อมกับการอ่านค่าการขยายตัวอย่างต่อเนื่องจากเครื่องวัดรอยแตกบนพื้นผิว ซึ่งบ่งชี้ว่าน้ำฝนได้ซึมเข้าสู่ทางลาด กำลังเกิดพื้นผิวลื่น และดินถล่มใกล้จะเกิดขึ้น
    • จากข้อมูลการเคลื่อนย้ายแบบเรียลไทม์นี้ ระบบจะข้ามคำเตือนตามปริมาณน้ำฝน และออกคำเตือนระดับ 3 (Emergency Alert) ระดับสูงสุดโดยตรง โดยแจ้งให้ผู้อยู่อาศัยในเขตอันตรายทราบผ่านการออกอากาศ SMS และไซเรนให้อพยพทันที

II. เวิร์กโฟลว์การทำงานร่วมกันของเซ็นเซอร์

1. ระยะเตือนภัยล่วงหน้า (ก่อนฝนตกถึงฝนเริ่มแรก): เรดาร์อุทกวิทยาจะตรวจจับเมฆฝนที่ตกหนักบริเวณต้นน้ำก่อน จึงจะให้การเตือนภัยล่วงหน้าได้
2. ระยะการยืนยันและการเพิ่มระดับ (ในระหว่างฝนตก): เครื่องวัดปริมาณน้ำฝนจะยืนยันว่าปริมาณน้ำฝนที่ระดับพื้นดินเกินเกณฑ์ โดยจะระบุและกำหนดระดับการเตือน
3. ระยะการดำเนินการวิกฤต (ก่อนเกิดภัยพิบัติ): เซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนที่จะตรวจจับสัญญาณโดยตรงของความไม่เสถียรของทางลาด ทำให้เกิดการแจ้งเตือนภัยพิบัติระดับสูงสุดที่ใกล้จะเกิดขึ้น และต้องใช้เวลา "ไม่กี่นาทีสุดท้าย" ที่สำคัญในการอพยพ
4. การสอบเทียบและการเรียนรู้ (ตลอดกระบวนการ): ข้อมูลมาตรวัดปริมาณน้ำฝนจะสอบเทียบเรดาร์อย่างต่อเนื่อง ในขณะที่ข้อมูลเซนเซอร์ทั้งหมดจะถูกบันทึกเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพให้กับแบบจำลองและเกณฑ์การเตือนในอนาคต

III. บทสรุปและความท้าทาย

แนวทางบูรณาการหลายเซ็นเซอร์นี้ให้การสนับสนุนทางเทคนิคที่แข็งแกร่งสำหรับการแก้ไขปัญหาน้ำท่วมและดินถล่มบนภูเขาในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้

• เรดาร์อุทกวิทยาตอบคำถามที่ว่า “ฝนตกหนักจะเกิดขึ้นที่ไหน” พร้อมระบุระยะเวลาดำเนินการ
• เครื่องวัดปริมาณน้ำฝนช่วยตอบคำถามที่ว่า "ฝนตกจริง ๆ เท่าไร" โดยให้ข้อมูลเชิงปริมาณที่แม่นยำ
• เซ็นเซอร์การเคลื่อนที่จะตอบคำถามที่ว่า "พื้นดินกำลังจะไถลหรือไม่" โดยให้หลักฐานโดยตรงของภัยพิบัติที่กำลังจะเกิดขึ้น

ความท้าทายได้แก่:

• ต้นทุนสูง: การติดตั้งและบำรุงรักษาเรดาร์และเครือข่ายเซ็นเซอร์หนาแน่นมีราคาแพง
• ความยากลำบากในการบำรุงรักษา: ในพื้นที่ห่างไกล ชื้น และภูเขา การจัดหาพลังงาน (มักอาศัยพลังงานแสงอาทิตย์) การส่งข้อมูล (มักใช้คลื่นความถี่วิทยุหรือดาวเทียม) และการบำรุงรักษาทางกายภาพของอุปกรณ์ ถือเป็นความท้าทายที่สำคัญ
• การบูรณาการทางเทคนิค: จำเป็นต้องมีแพลตฟอร์มและอัลกอริทึมข้อมูลอันทรงพลังเพื่อบูรณาการข้อมูลจากหลายแหล่งและเปิดใช้งานการตัดสินใจอัตโนมัติที่รวดเร็ว
• ชุดเซิร์ฟเวอร์และโมดูลซอฟต์แวร์ไร้สายครบชุด รองรับ RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWANกรุณาติดต่อ บริษัท ฮอนเดะ เทคโนโลยี จำกัด

  Email: info@hondetech.com

  เว็บไซต์บริษัท :www.hondetechco.com

  โทร: +86-15210548582