ระบบติดตามและเตือนภัยน้ำท่วมแบบบูรณาการในลุ่มน้ำเจ้าพระยา เอเชียตะวันออกเฉียงใต้

ข้อมูลเบื้องต้นของโครงการ

เอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ซึ่งมีลักษณะภูมิอากาศแบบมรสุมเขตร้อน เผชิญกับภัยคุกคามจากน้ำท่วมรุนแรงทุกปีในช่วงฤดูฝน ยกตัวอย่างเช่น “ลุ่มน้ำเจ้าพระยา” ในประเทศตัวแทน ลุ่มน้ำนี้ไหลผ่านเมืองหลวงที่มีประชากรหนาแน่นที่สุดและมีการพัฒนาทางเศรษฐกิจมากที่สุดของประเทศ รวมถึงพื้นที่โดยรอบ ในอดีต การปะทะกันของฝนตกหนักอย่างฉับพลัน น้ำไหลบ่าอย่างรวดเร็วจากพื้นที่ภูเขาต้นน้ำ และน้ำท่วมขังในเมือง ทำให้วิธีการตรวจสอบทางอุทกวิทยาแบบดั้งเดิมที่ใช้แรงงานคนและประสบการณ์ไม่เพียงพอ ส่งผลให้มีการแจ้งเตือนไม่ทันท่วงที ทรัพย์สินเสียหายอย่างมาก และแม้กระทั่งมีผู้เสียชีวิต

เพื่อเปลี่ยนจากแนวทางเชิงรับดังกล่าว กรมทรัพยากรน้ำแห่งชาติจึงร่วมมือกับพันธมิตรระหว่างประเทศ เปิดตัวโครงการ “ระบบเฝ้าระวังและเตือนภัยน้ำท่วมแบบบูรณาการสำหรับลุ่มน้ำเจ้าพระยา” โดยมีเป้าหมายเพื่อสร้างระบบควบคุมน้ำท่วมที่ทันสมัย ​​แม่นยำ และมีประสิทธิภาพแบบเรียลไทม์ โดยใช้ประโยชน์จาก IoT เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ และการวิเคราะห์ข้อมูล

เทคโนโลยีหลักและการใช้งานเซ็นเซอร์

ระบบนี้ผสานรวมเซ็นเซอร์ขั้นสูงต่างๆ เข้าด้วยกัน ก่อให้เกิดเป็น "ดวงตาและหู" ของชั้นการรับรู้

1. เครื่องวัดปริมาณน้ำฝนแบบถังเอียง – “ผู้เฝ้าระวังแนวหน้า” สำหรับต้นกำเนิดของอุทกภัย

• สถานที่ติดตั้ง: ติดตั้งอย่างแพร่หลายในพื้นที่ภูเขาสูงตอนบน เขตอนุรักษ์ป่า อ่างเก็บน้ำขนาดกลาง และพื้นที่ลุ่มน้ำสำคัญรอบนอกเมือง
• หน้าที่และบทบาท:
  • การตรวจสอบปริมาณน้ำฝนแบบเรียลไทม์: รวบรวมข้อมูลปริมาณน้ำฝนทุกนาที ด้วยความแม่นยำ 0.1 มิลลิเมตร ข้อมูลจะถูกส่งแบบเรียลไทม์ไปยังศูนย์ควบคุมส่วนกลางผ่านการสื่อสาร GPRS/4G/ดาวเทียม
  • คำเตือนพายุ: เมื่อเครื่องวัดปริมาณน้ำฝนบันทึกปริมาณน้ำฝนที่สูงมากในช่วงเวลาสั้น ๆ (เช่น มากกว่า 50 มิลลิเมตรในหนึ่งชั่วโมง) ระบบจะส่งสัญญาณเตือนเบื้องต้นโดยอัตโนมัติ ซึ่งบ่งชี้ถึงความเสี่ยงต่อการเกิดน้ำท่วมฉับพลันหรือน้ำไหลบ่าอย่างรวดเร็วในพื้นที่นั้น
  • การผสานรวมข้อมูล: ข้อมูลปริมาณน้ำฝนเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์ป้อนเข้าที่สำคัญที่สุดสำหรับแบบจำลองทางอุทกวิทยา ซึ่งใช้ในการทำนายปริมาณน้ำไหลบ่าลงสู่แม่น้ำและเวลาที่ระดับน้ำสูงสุดจะมาถึง

2. เครื่องวัดอัตราการไหลแบบเรดาร์ – “เครื่องตรวจวัดชีพจร” ของแม่น้ำ

• สถานที่ติดตั้ง: ติดตั้งตามลำน้ำสายหลักทั้งหมด จุดบรรจบของลำน้ำสาขาสำคัญ บริเวณท้ายอ่างเก็บน้ำ และบนสะพานหรือหอคอยสำคัญบริเวณทางเข้าเมือง
• หน้าที่และบทบาท:
  • การวัดความเร็วแบบไม่สัมผัส: ใช้หลักการสะท้อนคลื่นเรดาร์เพื่อวัดความเร็วของน้ำผิวดินได้อย่างแม่นยำ โดยไม่ได้รับผลกระทบจากคุณภาพน้ำหรือปริมาณตะกอน และต้องการการบำรุงรักษาต่ำ
  • การวัดระดับน้ำและหน้าตัดของลำน้ำ: เมื่อใช้ร่วมกับเซ็นเซอร์วัดระดับน้ำแบบใช้แรงดันหรือเครื่องวัดระดับน้ำแบบอัลตราโซนิก จะสามารถเก็บข้อมูลระดับน้ำแบบเรียลไทม์ได้ โดยใช้ข้อมูลภูมิประเทศหน้าตัดของลำน้ำที่โหลดไว้ล่วงหน้า จะสามารถคำนวณอัตราการไหลแบบเรียลไทม์ (m³/s) ได้
  • ตัวบ่งชี้เตือนภัยหลัก: อัตราการไหลเป็นตัวบ่งชี้โดยตรงที่สุดในการกำหนดขนาดของน้ำท่วม เมื่ออัตราการไหลที่ตรวจวัดโดยเครื่องวัดเรดาร์เกินเกณฑ์เตือนภัยหรือเกณฑ์อันตรายที่ตั้งไว้ ระบบจะส่งสัญญาณเตือนในระดับต่างๆ ซึ่งจะช่วยให้มีเวลาเพียงพอสำหรับการอพยพผู้คนในพื้นที่ปลายน้ำ

3. เซ็นเซอร์วัดระยะการเคลื่อนที่ – “ผู้พิทักษ์ความปลอดภัย” สำหรับโครงสร้างพื้นฐาน

• สถานที่ติดตั้ง: คันกั้นน้ำที่สำคัญ เขื่อนดินลาดชัน และริมตลิ่งแม่น้ำที่มีความเสี่ยงต่อภัยพิบัติทางธรณีเทคนิค
• หน้าที่และบทบาท:
  • การตรวจสอบสุขภาพโครงสร้าง: ใช้เซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนที่ GNSS (ระบบนำทางด้วยดาวเทียมทั่วโลก) และเครื่องวัดความเอียงแบบติดตั้งในพื้นที่ เพื่อตรวจสอบการเคลื่อนที่ การทรุดตัว และการเอียงของคันดินและลาดชันในระดับมิลลิเมตรอย่างต่อเนื่อง
  • ระบบเตือนภัยเขื่อนแตก/พัง: ในช่วงน้ำท่วม ระดับน้ำที่สูงขึ้นจะสร้างแรงดันมหาศาลต่อโครงสร้างทางไฮดรอลิก เซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนตัวสามารถตรวจจับสัญญาณเริ่มต้นที่บ่งบอกถึงความไม่เสถียรของโครงสร้างได้ หากอัตราการเปลี่ยนแปลงของการเคลื่อนตัวเร่งตัวขึ้นอย่างกะทันหัน ระบบจะแจ้งเตือนความปลอดภัยของโครงสร้างทันที เพื่อป้องกันน้ำท่วมครั้งใหญ่ที่เกิดจากความล้มเหลวทางวิศวกรรม

ขั้นตอนการทำงานของระบบและผลลัพธ์ที่ได้

1. การรวบรวมและส่งข้อมูล: โหนดเซ็นเซอร์หลายร้อยตัวทั่วลุ่มน้ำจะรวบรวมข้อมูลทุกๆ 5-10 นาที และส่งข้อมูลเป็นแพ็กเก็ตไปยังศูนย์ข้อมูลบนคลาวด์ผ่านเครือข่าย IoT
2. การหลอมรวมข้อมูลและการวิเคราะห์แบบจำลอง: แพลตฟอร์มส่วนกลางรับและบูรณาการข้อมูลจากหลายแหล่ง ได้แก่ เครื่องวัดปริมาณน้ำฝน เครื่องวัดอัตราการไหลด้วยเรดาร์ และเซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนตัว ข้อมูลเหล่านี้จะถูกป้อนเข้าสู่แบบจำลองอุทกวิทยา-อุตุนิยมวิทยาและไฮดรอลิกที่ปรับเทียบแล้ว เพื่อจำลองและพยากรณ์น้ำท่วมแบบเรียลไทม์
3. ระบบเตือนภัยล่วงหน้าอัจฉริยะและระบบสนับสนุนการตัดสินใจ:
   • สถานการณ์ที่ 1: เครื่องวัดปริมาณน้ำฝนบนภูเขาต้นน้ำตรวจพบพายุรุนแรง แบบจำลองคาดการณ์ทันทีว่าระดับน้ำท่วมสูงสุดจะเกินระดับเตือนภัยและจะถึงเมือง A ในอีก 3 ชั่วโมง ระบบจะส่งสัญญาณเตือนไปยังแผนกป้องกันภัยพิบัติของเมือง A โดยอัตโนมัติ
   • สถานการณ์ที่ 2: เครื่องวัดอัตราการไหลแบบเรดาร์ในแม่น้ำที่ไหลผ่านเมือง B แสดงให้เห็นว่าอัตราการไหลเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วภายในหนึ่งชั่วโมง โดยระดับน้ำกำลังจะสูงเกินคันกั้นน้ำ ระบบจึงส่งสัญญาณเตือนภัยสีแดงและออกคำสั่งอพยพฉุกเฉินไปยังผู้อยู่อาศัยริมแม่น้ำผ่านแอปพลิเคชันบนมือถือ สื่อสังคมออนไลน์ และการออกอากาศฉุกเฉิน
   • สถานการณ์ที่ 3: เซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนตัวบนส่วนเก่าของคันกั้นน้ำที่จุด C ตรวจพบการเคลื่อนไหวที่ผิดปกติ ทำให้ระบบแจ้งเตือนถึงความเสี่ยงที่จะพังทลาย ศูนย์บัญชาการสามารถส่งทีมวิศวกรไปเสริมความแข็งแรงและอพยพประชาชนในเขตเสี่ยงภัยได้ทันที
4. ผลลัพธ์ของการสมัคร:
   • ระยะเวลาเตือนภัยล่วงหน้าที่เพิ่มขึ้น: เมื่อเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิม ระยะเวลาเตือนภัยน้ำท่วมดีขึ้นจาก 2-4 ชั่วโมง เป็น 6-12 ชั่วโมง
   • การตัดสินใจที่แม่นยำยิ่งขึ้นด้วยหลักวิทยาศาสตร์: แบบจำลองทางวิทยาศาสตร์ที่อิงตามข้อมูลแบบเรียลไทม์เข้ามาแทนที่การตัดสินใจแบบคลุมเครือที่อาศัยประสบการณ์ ทำให้การตัดสินใจต่างๆ เช่น การบริหารจัดการอ่างเก็บน้ำและการเปิดใช้งานพื้นที่ผันน้ำเพื่อระบายน้ำท่วมมีความแม่นยำมากขึ้น
   • ลดความเสียหาย: ในฤดูน้ำท่วมแรกหลังจากติดตั้งระบบ ระบบสามารถจัดการกับเหตุการณ์น้ำท่วมใหญ่สองครั้งได้อย่างมีประสิทธิภาพ คาดว่าจะลดความเสียหายทางเศรษฐกิจโดยตรงลงได้ประมาณ 30% และไม่มีผู้เสียชีวิตเลย
   • การมีส่วนร่วมของประชาชนที่ดีขึ้น: ผ่านแอปพลิเคชันบนมือถือ ประชาชนสามารถตรวจสอบข้อมูลปริมาณน้ำฝนและระดับน้ำแบบเรียลไทม์ในบริเวณใกล้เคียง ซึ่งช่วยเพิ่มความตระหนักรู้ด้านการป้องกันภัยพิบัติของประชาชน

ความท้าทายและแนวโน้มในอนาคต

• ความท้าทาย: การลงทุนเริ่มต้นของระบบสูง; การครอบคลุมเครือข่ายการสื่อสารในพื้นที่ห่างไกลยังคงเป็นปัญหา; ความเสถียรของเซ็นเซอร์ในระยะยาวและความทนทานต่อการก่อกวนต้องอาศัยการบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่อง
• แนวโน้มในอนาคต: แผนการต่างๆ ได้แก่ การนำอัลกอริธึม AI มาใช้เพื่อปรับปรุงความแม่นยำในการพยากรณ์ให้ดียิ่งขึ้น การบูรณาการข้อมูลการสำรวจระยะไกลจากดาวเทียมเพื่อขยายขอบเขตการตรวจสอบ และการสำรวจความเชื่อมโยงที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นกับการวางผังเมืองและระบบการใช้น้ำทางการเกษตร เพื่อสร้างกรอบการจัดการ "ลุ่มน้ำอัจฉริยะ" ที่มีความยืดหยุ่นมากขึ้น

สรุป:
กรณีศึกษาชิ้นนี้แสดงให้เห็นว่า การทำงานร่วมกันอย่างมีประสิทธิภาพของเครื่องวัดปริมาณน้ำฝนแบบถังเอียง (ตรวจจับแหล่งที่มา) เครื่องวัดอัตราการไหลแบบเรดาร์ (ตรวจสอบกระบวนการ) และเซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนตัว (ปกป้องโครงสร้างพื้นฐาน) สามารถสร้างระบบเฝ้าระวังและเตือนภัยน้ำท่วมล่วงหน้าแบบครบวงจรและหลายมิติ ตั้งแต่ “ท้องฟ้า” สู่ “พื้นดิน” และจาก “แหล่งที่มา” สู่ “โครงสร้าง” สิ่งนี้ไม่เพียงแต่แสดงถึงทิศทางการพัฒนาเทคโนโลยีควบคุมน้ำท่วมในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้เท่านั้น แต่ยังให้ประสบการณ์เชิงปฏิบัติที่มีค่าสำหรับการจัดการน้ำท่วมทั่วโลกในลุ่มน้ำที่คล้ายคลึงกันอีกด้วย

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

โปรดติดต่อบริษัท Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

เว็บไซต์ของบริษัท:www.hondetechco.com

โทร: +86-15210548582