การประยุกต์ใช้ระบบตรวจสอบแบบบูรณาการเพื่อการเตือนภัยน้ำท่วมฉับพลันในอินเดีย – กรณีศึกษาจากรัฐหิมาจัลประเทศ

เชิงนามธรรม

อินเดียเป็นประเทศที่มักได้รับผลกระทบจากน้ำท่วมฉับพลัน โดยเฉพาะในภูมิภาคเทือกเขาหิมาลัยทางตอนเหนือและตะวันออกเฉียงเหนือ วิธีการจัดการภัยพิบัติแบบดั้งเดิม ซึ่งมักเน้นการตอบสนองหลังเกิดภัยพิบัติ ส่งผลให้มีผู้เสียชีวิตและสูญเสียทางเศรษฐกิจอย่างมาก ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา รัฐบาลอินเดียได้ส่งเสริมการนำเทคโนโลยีขั้นสูงมาใช้เพื่อการเตือนภัยน้ำท่วมฉับพลันล่วงหน้าอย่างจริงจัง กรณีศึกษาชิ้นนี้ ซึ่งมุ่งเน้นไปที่รัฐหิมาจัลประเทศที่ได้รับผลกระทบอย่างรุนแรง จะกล่าวถึงรายละเอียดเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้ ประสิทธิภาพ และความท้าทายของระบบเตือนภัยน้ำท่วมฉับพลันแบบบูรณาการ (FFWS) ซึ่งรวมเอาเครื่องวัดการไหลด้วยเรดาร์ เครื่องวัดปริมาณน้ำฝนอัตโนมัติ และเซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนตัวเข้าไว้ด้วยกัน

1. ข้อมูลเบื้องต้นและความจำเป็นของโครงการ

ลักษณะภูมิประเทศของรัฐหิมาจัลประเทศนั้นโดดเด่นด้วยภูเขาสูงชันและหุบเขาลึก พร้อมด้วยเครือข่ายแม่น้ำที่หนาแน่น ในช่วงฤดูมรสุม (มิถุนายน-กันยายน) พื้นที่นี้มีความเสี่ยงสูงต่อปริมาณน้ำฝนที่ตกหนักในช่วงเวลาสั้นๆ ซึ่งเกิดจากมรสุมตะวันตกเฉียงใต้ ส่งผลให้เกิดน้ำท่วมฉับพลันและดินถล่มอย่างรุนแรง เหตุการณ์ภัยพิบัติที่เคดาร์นาถในรัฐอุตตราขันธ์ในปี 2013 ซึ่งคร่าชีวิตผู้คนหลายพันคน เป็นสัญญาณเตือนที่สำคัญ เครือข่ายสถานีวัดปริมาณน้ำฝนแบบดั้งเดิมนั้นมีอยู่น้อย และการส่งข้อมูลล่าช้า ไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการตรวจสอบที่แม่นยำและการเตือนภัยอย่างรวดเร็วต่อปริมาณน้ำฝนที่ตกหนักอย่างฉับพลันและเฉพาะจุดได้

ความต้องการพื้นฐาน:

1. การตรวจสอบแบบเรียลไทม์: การเก็บรวบรวมข้อมูลปริมาณน้ำฝนและระดับน้ำในแม่น้ำแบบรายนาทีในพื้นที่ลุ่มน้ำห่างไกลและเข้าถึงยาก
2. การพยากรณ์ที่แม่นยำ: สร้างแบบจำลองปริมาณน้ำฝน-น้ำไหลบ่าที่เชื่อถือได้ เพื่อทำนายเวลาที่น้ำจะท่วมและขนาดของระดับน้ำท่วมสูงสุด
3. การประเมินความเสี่ยงจากภัยพิบัติทางธรณีวิทยา: ประเมินความเสี่ยงต่อความไม่เสถียรของลาดชันและดินถล่มที่เกิดจากฝนตกหนัก
4. ระบบเตือนภัยฉับพลัน: ส่งข้อมูลเตือนภัยไปยังหน่วยงานท้องถิ่นและชุมชนได้อย่างราบรื่น เพื่อให้มีเวลาอันมีค่าสำหรับการอพยพ

2. ส่วนประกอบของระบบและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี

เพื่อตอบสนองความต้องการเหล่านี้ รัฐหิมาจัลประเทศได้ร่วมมือกับคณะกรรมการน้ำส่วนกลาง (CWC) และกรมอุตุนิยมวิทยาแห่งอินเดีย (IMD) เพื่อติดตั้งระบบ FFWS ขั้นสูงในลุ่มน้ำที่มีความเสี่ยงสูง (เช่น ลุ่มน้ำสุตเลจและลุ่มน้ำเบียส)

1. เครื่องวัดปริมาณน้ำฝนอัตโนมัติ (ARGs)

• หน้าที่: ในฐานะหน่วยตรวจวัดแนวหน้าและพื้นฐานที่สุด ARG มีหน้าที่รับผิดชอบในการรวบรวมข้อมูลที่สำคัญที่สุด ได้แก่ ความเข้มของปริมาณน้ำฝนและปริมาณน้ำฝนสะสม ซึ่งเป็นปัจจัยขับเคลื่อนโดยตรงที่อยู่เบื้องหลังการเกิดน้ำท่วมฉับพลัน
• คุณสมบัติทางเทคนิค: อุปกรณ์นี้ใช้กลไกแบบถังเอียงเพื่อสร้างสัญญาณทุกๆ 0.5 มม. หรือ 1 มม. ของปริมาณน้ำฝน และส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์ไปยังศูนย์ควบคุมผ่าน GSM/GPRS หรือการสื่อสารผ่านดาวเทียม มีการติดตั้งอุปกรณ์เหล่านี้อย่างมีกลยุทธ์ในบริเวณต้นน้ำ กลางน้ำ และปลายน้ำ เพื่อสร้างเครือข่ายการตรวจสอบที่หนาแน่น และบันทึกความแปรปรวนของปริมาณน้ำฝนในเชิงพื้นที่
• บทบาท: ให้ข้อมูลป้อนเข้าสำหรับการคำนวณของแบบจำลอง เมื่อ ARG บันทึกปริมาณน้ำฝนที่เกินเกณฑ์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า (เช่น 20 มม. ต่อชั่วโมง) ระบบจะส่งสัญญาณเตือนเบื้องต้นโดยอัตโนมัติ

2. เครื่องวัดอัตราการไหล/ระดับน้ำแบบเรดาร์ไม่สัมผัส (เซ็นเซอร์วัดระดับน้ำแบบเรดาร์)

• หน้าที่การใช้งาน: ติดตั้งบนสะพานหรือโครงสร้างริมตลิ่ง อุปกรณ์เหล่านี้จะวัดระยะห่างจากผิวน้ำโดยไม่ต้องสัมผัส ทำให้สามารถคำนวณระดับน้ำแบบเรียลไทม์ได้ และจะแจ้งเตือนโดยตรงเมื่อระดับน้ำสูงเกินระดับอันตราย
• คุณสมบัติทางเทคนิค:
  • ข้อดี: แตกต่างจากเซ็นเซอร์แบบสัมผัสแบบดั้งเดิม เซ็นเซอร์เรดาร์ไม่ได้รับผลกระทบจากการกระแทกของตะกอนและเศษซากที่พัดพามากับน้ำท่วม จึงต้องการการบำรุงรักษาเพียงเล็กน้อยและมีความน่าเชื่อถือสูง
  • การประยุกต์ใช้ข้อมูล: ข้อมูลระดับน้ำแบบเรียลไทม์ ร่วมกับข้อมูลปริมาณน้ำฝนต้นน้ำ ถูกนำมาใช้ในการปรับเทียบและตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลองทางอุทกวิทยา โดยการวิเคราะห์อัตราการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำ ระบบสามารถคาดการณ์ระดับน้ำท่วมสูงสุดและเวลาที่น้ำท่วมจะมาถึงพื้นที่ปลายน้ำได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น
• บทบาท: จัดหาหลักฐานที่แน่ชัดว่าเกิดน้ำท่วมขึ้นจริง พวกเขามีบทบาทสำคัญในการตรวจสอบความถูกต้องของการพยากรณ์ปริมาณน้ำฝนและกระตุ้นการตอบสนองฉุกเฉิน

3. เซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนตัว/รอยแตก (เครื่องวัดรอยแตกและเครื่องวัดความเอียง)

• หน้าที่: ตรวจสอบความลาดชันที่มีความเสี่ยงต่อการเกิดดินถล่มหรือดินโคลนถล่ม เพื่อตรวจจับการเคลื่อนตัวและการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง โดยจะติดตั้งบนพื้นที่ที่ทราบว่าเคยเกิดดินถล่มหรือความลาดชันที่มีความเสี่ยงสูง
• คุณสมบัติทางเทคนิค: เซ็นเซอร์เหล่านี้ใช้วัดการขยายตัวของรอยแตกบนพื้นผิว (เครื่องวัดรอยแตก) หรือการเคลื่อนตัวของดินใต้พื้นผิว (เครื่องวัดความเอียง) เมื่ออัตราการเคลื่อนตัวเกินเกณฑ์ที่ปลอดภัย จะบ่งชี้ถึงการลดลงอย่างรวดเร็วของเสถียรภาพของลาดชัน และมีความเป็นไปได้สูงที่จะเกิดดินถล่มครั้งใหญ่ภายใต้ฝนตกต่อเนื่อง
• บทบาท: ให้การประเมินความเสี่ยงจากภัยพิบัติทางธรณีวิทยาอย่างเป็นอิสระ แม้ว่าปริมาณน้ำฝนจะไม่ถึงระดับเตือนภัยน้ำท่วม แต่เซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนตัวที่ทำงานจะแจ้งเตือนการเกิดดินถล่ม/ดินโคลนถล่มในพื้นที่เฉพาะ ซึ่งเป็นส่วนเสริมที่สำคัญสำหรับการเตือนภัยน้ำท่วมเพียงอย่างเดียว

การบูรณาการระบบและเวิร์กโฟลว์:
ข้อมูลจาก ARGs เซ็นเซอร์เรดาร์ และเซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนที่ จะถูกรวบรวมไว้ที่แพลตฟอร์มเตือนภัยส่วนกลาง โมเดลจำลองภัยพิบัติทางอุทกวิทยาและธรณีวิทยาในตัวจะทำการวิเคราะห์แบบบูรณาการ:

1. ข้อมูลปริมาณน้ำฝนจะถูกป้อนเข้าสู่แบบจำลองเพื่อคาดการณ์ปริมาณน้ำไหลบ่าและระดับน้ำที่อาจเกิดขึ้น
2. ข้อมูลระดับน้ำจากเรดาร์แบบเรียลไทม์จะถูกนำมาเปรียบเทียบกับค่าที่คาดการณ์ไว้ เพื่อแก้ไขและปรับปรุงความแม่นยำของแบบจำลองอย่างต่อเนื่อง
3. ข้อมูลการเคลื่อนย้ายถิ่นฐานทำหน้าที่เป็นตัวชี้วัดคู่ขนานสำหรับการตัดสินใจ
   เมื่อใดก็ตามที่ข้อมูลต่างๆ เกินเกณฑ์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าหลายระดับ (คำแนะนำ การเฝ้าระวัง คำเตือน) ระบบจะส่งการแจ้งเตือนไปยังเจ้าหน้าที่ท้องถิ่น ทีมรับมือเหตุฉุกเฉิน และผู้นำชุมชนโดยอัตโนมัติผ่านทาง SMS แอปพลิเคชันบนมือถือ และเสียงไซเรน

3. ผลลัพธ์และผลกระทบ

• ระยะเวลาเตือนภัยล่วงหน้าที่เพิ่มขึ้น: ระบบนี้ได้เพิ่มระยะเวลาเตือนภัยล่วงหน้าจากเกือบศูนย์ชั่วโมงเป็น 1-3 ชั่วโมง ทำให้การอพยพหมู่บ้านที่มีความเสี่ยงสูงเป็นไปได้
• ลดการสูญเสียชีวิต: ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา รัฐหิมาจัลประเทศได้ดำเนินการอพยพประชาชนล่วงหน้าหลายครั้งอย่างประสบความสำเร็จ เนื่องจากเกิดฝนตกหนัก ซึ่งสามารถป้องกันการสูญเสียชีวิตจำนวนมากได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น ในฤดูมรสุมปี 2022 เขตมันดีได้อพยพประชาชนกว่า 2,000 คนตามคำเตือน และไม่มีผู้เสียชีวิตจากน้ำท่วมฉับพลันที่เกิดขึ้นตามมา
• การตัดสินใจโดยใช้ข้อมูลเป็นหลัก: เปลี่ยนกระบวนทัศน์จากการพึ่งพาการตัดสินใจจากประสบการณ์ มาเป็นการจัดการภัยพิบัติอย่างเป็นวิทยาศาสตร์และเป็นกลาง
• การสร้างความตระหนักรู้แก่สาธารณชนที่เพิ่มขึ้น: การมีอยู่ของระบบและการแจ้งเตือนที่ประสบความสำเร็จได้ช่วยเพิ่มความตระหนักรู้และความไว้วางใจของชุมชนต่อข้อมูลการแจ้งเตือนล่วงหน้าอย่างมีนัยสำคัญ

4. ความท้าทายและทิศทางในอนาคต

• การบำรุงรักษาและค่าใช้จ่าย: เซ็นเซอร์ที่ติดตั้งในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงจำเป็นต้องได้รับการบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้มั่นใจได้ถึงความต่อเนื่องและความถูกต้องของข้อมูล ซึ่งเป็นความท้าทายอย่างต่อเนื่องสำหรับขีดความสามารถทางการเงินและทางเทคนิคของท้องถิ่น
• การสื่อสาร "ระยะสุดท้าย": การทำให้แน่ใจว่าข้อความเตือนภัยไปถึงทุกคนในหมู่บ้านห่างไกลทุกแห่ง โดยเฉพาะผู้สูงอายุและเด็ก จำเป็นต้องมีการปรับปรุงเพิ่มเติม (เช่น การใช้วิทยุ กระดิ่งชุมชน หรือฆ้องเป็นตัวช่วย)
• การปรับปรุงแบบจำลอง: ภูมิประเทศที่ซับซ้อนของอินเดียทำให้จำเป็นต้องมีการเก็บรวบรวมข้อมูลอย่างต่อเนื่องเพื่อปรับแบบจำลองการพยากรณ์ให้เหมาะสมกับแต่ละพื้นที่และมีความแม่นยำยิ่งขึ้น
• พลังงานและการเชื่อมต่อ: การจ่ายกระแสไฟฟ้าที่เสถียรและการครอบคลุมเครือข่ายโทรศัพท์มือถือในพื้นที่ห่างไกลยังคงเป็นปัญหา สถานีบางแห่งพึ่งพาพลังงานแสงอาทิตย์และการสื่อสารผ่านดาวเทียม ซึ่งมีราคาแพงกว่า

ทิศทางในอนาคต: อินเดียมีแผนที่จะบูรณาการเทคโนโลยีเพิ่มเติม เช่น เรดาร์ตรวจอากาศเพื่อการพยากรณ์ปริมาณน้ำฝนที่แม่นยำยิ่งขึ้น โดยใช้ปัญญาประดิษฐ์ (AI) และการเรียนรู้ของเครื่องจักรเพื่อวิเคราะห์ข้อมูลในอดีตสำหรับอัลกอริธึมเตือนภัยที่เหมาะสมที่สุด และขยายขอบเขตการครอบคลุมของระบบไปยังรัฐอื่นๆ ที่เสี่ยงต่ออุทกภัยฉับพลันต่อไป

บทสรุป

ระบบเตือนภัยน้ำท่วมฉับพลันในรัฐหิมาจัลประเทศ ประเทศอินเดีย เป็นต้นแบบสำหรับประเทศกำลังพัฒนาในการใช้เทคโนโลยีสมัยใหม่เพื่อต่อสู้กับภัยพิบัติทางธรรมชาติ โดยการบูรณาการเครื่องวัดปริมาณน้ำฝนอัตโนมัติ เครื่องวัดการไหลของเรดาร์ และเซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนตัว ระบบนี้สร้างเครือข่ายการตรวจสอบหลายชั้นจาก “ท้องฟ้าสู่พื้นดิน” ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงกระบวนทัศน์จากการตอบสนองแบบตั้งรับไปสู่การเตือนภัยเชิงรุกสำหรับน้ำท่วมฉับพลันและอันตรายรองที่ตามมา แม้จะมีข้อท้าทาย แต่คุณค่าที่พิสูจน์แล้วของระบบนี้ในการปกป้องชีวิตและทรัพย์สินก็เป็นแบบอย่างที่ประสบความสำเร็จและสามารถนำไปใช้ซ้ำได้ในภูมิภาคที่คล้ายคลึงกันทั่วโลก

ชุดเซิร์ฟเวอร์และโมดูลซอฟต์แวร์ไร้สายครบชุด รองรับ RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเซ็นเซอร์

โปรดติดต่อบริษัท Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

เว็บไซต์ของบริษัท:www.hondetechco.com

โทร: +86-15210548582