ระบบเฝ้าระวังและเตือนภัยน้ำท่วมแบบบูรณาการใน “ลุ่มแม่น้ำเจ้าพระยา” เอเชียตะวันออกเฉียงใต้

ความเป็นมาของโครงการ

เอเชียตะวันออกเฉียงใต้ซึ่งมีภูมิอากาศแบบมรสุมเขตร้อน เผชิญกับภัยคุกคามจากน้ำท่วมรุนแรงเป็นประจำทุกปีในช่วงฤดูฝน ยกตัวอย่างเช่น ลุ่มน้ำเจ้าพระยาในประเทศตัวแทน ไหลผ่านเมืองหลวงที่มีประชากรหนาแน่นที่สุดและมีการพัฒนาทางเศรษฐกิจมากที่สุดของประเทศ รวมถึงภูมิภาคโดยรอบ ในอดีต ฝนที่ตกหนักฉับพลัน ปริมาณน้ำท่าอย่างรวดเร็วจากพื้นที่ภูเขาตอนบน และน้ำท่วมขังในเขตเมือง ส่งผลให้วิธีการตรวจสอบทางอุทกวิทยาแบบดั้งเดิม ทั้งแบบใช้มือและแบบอาศัยประสบการณ์ ไม่เพียงพอ ซึ่งมักนำไปสู่การเตือนภัยล่วงหน้า ความเสียหายต่อทรัพย์สินจำนวนมาก และแม้กระทั่งการสูญเสียชีวิต

เพื่อเปลี่ยนจากแนวทางเชิงรับนี้ กรมทรัพยากรน้ำแห่งชาติจึงร่วมมือกับพันธมิตรระหว่างประเทศ เปิดตัวโครงการ “ระบบเฝ้าระวังและเตือนภัยน้ำท่วมแบบบูรณาการสำหรับลุ่มน้ำเจ้าพระยา” โดยมีเป้าหมายเพื่อสร้างระบบควบคุมน้ำท่วมที่ทันสมัยแบบเรียลไทม์ แม่นยำ และมีประสิทธิภาพ โดยใช้ประโยชน์จาก IoT เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ และการวิเคราะห์ข้อมูล

เทคโนโลยีหลักและแอปพลิเคชันเซ็นเซอร์

ระบบจะรวมเซ็นเซอร์ขั้นสูงต่างๆ เข้าด้วยกันเพื่อสร้างเป็น “ดวงตาและหู” ของชั้นการรับรู้

1. เครื่องวัดปริมาณน้ำฝนแบบถังเอียง – “เครื่องเฝ้าระวังแนวหน้า” สำหรับต้นตอของน้ำท่วม

• สถานที่ใช้งาน: ใช้งานอย่างแพร่หลายในพื้นที่ภูเขาตอนบน พื้นที่ป่าสงวน อ่างเก็บน้ำขนาดกลาง และพื้นที่ลุ่มน้ำสำคัญในเขตชานเมือง
• หน้าที่และบทบาท:
  • การตรวจสอบปริมาณน้ำฝนแบบเรียลไทม์: รวบรวมข้อมูลปริมาณน้ำฝนทุกนาที ด้วยความแม่นยำ 0.1 มม. ข้อมูลจะถูกส่งไปยังศูนย์ควบคุมกลางแบบเรียลไทม์ผ่านการสื่อสารผ่าน GPRS/4G/ดาวเทียม
  • คำเตือนพายุ: เมื่อเครื่องวัดปริมาณน้ำฝนบันทึกปริมาณน้ำฝนที่มีความเข้มข้นสูงมากในช่วงเวลาสั้นๆ (เช่น มากกว่า 50 มม. ในหนึ่งชั่วโมง) ระบบจะส่งการแจ้งเตือนเบื้องต้นโดยอัตโนมัติ ซึ่งบ่งชี้ถึงความเสี่ยงที่จะเกิดน้ำท่วมฉับพลันหรือน้ำไหลบ่าอย่างรวดเร็วในพื้นที่นั้น
  • การรวมข้อมูล: ข้อมูลปริมาณน้ำฝนเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์อินพุตที่สำคัญที่สุดสำหรับแบบจำลองอุทกวิทยา ซึ่งใช้ในการคาดการณ์ปริมาณน้ำไหลบ่าลงสู่แม่น้ำและเวลาที่ระดับน้ำท่วมสูงสุดมาถึง

2. เครื่องวัดอัตราการไหลแบบเรดาร์ – “เครื่องวัดชีพจร” ของแม่น้ำ

• สถานที่ติดตั้ง: ติดตั้งที่ลำน้ำสายหลักทั้งหมด จุดบรรจบของลำน้ำสาขาที่สำคัญ ท้ายน้ำอ่างเก็บน้ำ และบนสะพานหรือเสาสำคัญที่ทางเข้าเมือง
• หน้าที่และบทบาท:
  • การวัดความเร็วแบบไม่สัมผัส: ใช้หลักการสะท้อนคลื่นเรดาร์เพื่อวัดความเร็วน้ำผิวดินอย่างแม่นยำ โดยไม่ได้รับผลกระทบจากคุณภาพน้ำหรือปริมาณตะกอน จึงแทบไม่ต้องบำรุงรักษา
  • การวัดระดับน้ำและหน้าตัด: ใช้งานร่วมกับเซ็นเซอร์วัดระดับน้ำแรงดันในตัวหรือมาตรวัดระดับน้ำอัลตราโซนิก เพื่อรับข้อมูลระดับน้ำแบบเรียลไทม์ คำนวณอัตราการไหลแบบเรียลไทม์ (m³/s) โดยใช้ข้อมูลภูมิประเทศหน้าตัดของร่องน้ำที่โหลดไว้ล่วงหน้า
  • ตัวบ่งชี้การเตือนหลัก: อัตราการไหลเป็นตัวบ่งชี้ที่ตรงที่สุดสำหรับการกำหนดขนาดของน้ำท่วม เมื่ออัตราการไหลที่ตรวจวัดโดยเครื่องวัดเรดาร์เกินระดับเตือนภัยหรือระดับอันตรายที่กำหนดไว้ ระบบจะส่งสัญญาณเตือนในระดับต่างๆ เพื่อประหยัดเวลาอันมีค่าสำหรับการอพยพไปยังพื้นที่ปลายน้ำ

3. เซ็นเซอร์การเคลื่อนที่ – “ผู้พิทักษ์ความปลอดภัย” สำหรับโครงสร้างพื้นฐาน

• สถานที่ใช้งาน: คันกั้นน้ำวิกฤต เขื่อนกั้นน้ำ ทางลาดชัน และริมฝั่งแม่น้ำที่เสี่ยงต่ออันตรายทางธรณีเทคนิค
• หน้าที่และบทบาท:
  • การตรวจสอบสุขภาพโครงสร้าง: ใช้เซ็นเซอร์การเคลื่อนที่ GNSS (ระบบดาวเทียมนำทางทั่วโลก) และเครื่องวัดความเอียงในสถานที่เพื่อตรวจสอบการเคลื่อนที่ การทรุดตัว และความเอียงของคันดินและทางลาดในระดับมิลลิเมตรอย่างต่อเนื่อง
  • คำเตือนเขื่อน/การพังทลาย: ในช่วงที่เกิดน้ำท่วม ระดับน้ำที่สูงขึ้นจะสร้างแรงกดดันมหาศาลต่อโครงสร้างไฮดรอลิก เซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนตัวสามารถตรวจจับสัญญาณความไม่มั่นคงของโครงสร้างได้ตั้งแต่เนิ่นๆ หากอัตราการเคลื่อนตัวเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ระบบจะแจ้งเตือนความปลอดภัยของโครงสร้างทันที เพื่อป้องกันน้ำท่วมร้ายแรงที่เกิดจากความล้มเหลวทางวิศวกรรม

เวิร์กโฟลว์ของระบบและผลลัพธ์ที่ได้รับ

1. การรวบรวมและส่งข้อมูล: โหนดเซ็นเซอร์หลายร้อยแห่งทั่วทั้งแอ่งรวบรวมข้อมูลทุก ๆ 5-10 นาที และส่งข้อมูลดังกล่าวในรูปแบบแพ็กเก็ตไปยังศูนย์ข้อมูลบนคลาวด์ผ่านเครือข่าย IoT
2. การรวมข้อมูลและการวิเคราะห์แบบจำลอง: แพลตฟอร์มกลางรับและผสานรวมข้อมูลหลายแหล่งจากมาตรวัดปริมาณน้ำฝน เครื่องวัดอัตราการไหลของเรดาร์ และเซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนที่ ข้อมูลนี้จะถูกป้อนเข้าสู่แบบจำลองอุทกวิทยาและไฮดรอลิกที่ปรับเทียบแล้ว เพื่อการจำลองและพยากรณ์น้ำท่วมแบบเรียลไทม์
3. การเตือนล่วงหน้าอัจฉริยะและการสนับสนุนการตัดสินใจ:
   • สถานการณ์ที่ 1: เครื่องวัดปริมาณน้ำฝนในเทือกเขาต้นน้ำตรวจพบพายุรุนแรง แบบจำลองคาดการณ์ทันทีว่าระดับน้ำท่วมสูงสุดที่เกินระดับเตือนภัยจะถึงเมือง A ภายใน 3 ชั่วโมง ระบบจะส่งคำเตือนไปยังแผนกป้องกันภัยพิบัติของเมือง A โดยอัตโนมัติ
   • สถานการณ์ที่ 2: มาตรวัดอัตราการไหลของเรดาร์บนแม่น้ำที่ไหลผ่านเมือง B แสดงให้เห็นอัตราการไหลที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วภายในหนึ่งชั่วโมง โดยระดับน้ำกำลังจะสูงเกินระดับเขื่อน ระบบจะแจ้งเตือนสีแดงและออกคำสั่งอพยพด่วนไปยังผู้อยู่อาศัยริมแม่น้ำผ่านแอปพลิเคชันบนมือถือ โซเชียลมีเดีย และการออกอากาศฉุกเฉิน
   • สถานการณ์ที่ 3: เซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนที่บนคันกั้นน้ำเก่าที่จุด C ตรวจพบการเคลื่อนไหวที่ผิดปกติ ทำให้ระบบแจ้งเตือนความเสี่ยงที่จะเกิดการพังทลาย ศูนย์บัญชาการสามารถส่งทีมวิศวกรไปเสริมกำลังและอพยพประชาชนในพื้นที่เสี่ยงภัยได้ทันที
4. ผลลัพธ์ของการสมัคร:
   • เพิ่มระยะเวลาเตรียมการเตือนภัย: เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการดั้งเดิม ระยะเวลาเตรียมการเตือนภัยน้ำท่วมได้รับการปรับปรุงจาก 2-4 ชั่วโมงเป็น 6-12 ชั่วโมง
   • การตัดสินใจที่ได้รับการปรับปรุงความเข้มงวดทางวิทยาศาสตร์: โมเดลทางวิทยาศาสตร์ที่อิงตามข้อมูลเรียลไทม์เข้ามาแทนที่การตัดสินแบบฟัซซีตามประสบการณ์ ทำให้การตัดสินใจ เช่น การทำงานของอ่างเก็บน้ำและการเปิดใช้งานพื้นที่เบี่ยงน้ำท่วมแม่นยำยิ่งขึ้น
   • ลดการสูญเสีย: ในฤดูน้ำท่วมครั้งแรกหลังจากการปรับใช้ระบบ สามารถจัดการกับเหตุการณ์น้ำท่วมใหญ่สองครั้งได้สำเร็จ ประเมินว่าลดการสูญเสียทางเศรษฐกิจโดยตรงได้ประมาณ 30% และไม่มีการสูญเสียใดๆ เลย
   • การมีส่วนร่วมของสาธารณะที่ได้รับการปรับปรุง: ผ่านแอปพลิเคชันมือถือสาธารณะ ประชาชนสามารถตรวจสอบข้อมูลปริมาณน้ำฝนและระดับน้ำแบบเรียลไทม์ในบริเวณใกล้เคียง ซึ่งจะช่วยเพิ่มความตระหนักรู้ในการป้องกันภัยพิบัติสาธารณะ

ความท้าทายและแนวโน้มในอนาคต

• ความท้าทาย: การลงทุนในระบบเริ่มต้นที่สูง การครอบคลุมเครือข่ายการสื่อสารในพื้นที่ห่างไกลยังคงเป็นปัญหา ความเสถียรของเซ็นเซอร์ในระยะยาวและการป้องกันการถูกทำลายต้องมีการบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่อง
• แนวโน้มในอนาคต: แผนงานต่างๆ ได้แก่ การนำอัลกอริธึม AI มาใช้เพื่อปรับปรุงความแม่นยำในการคาดการณ์ให้ดียิ่งขึ้น การบูรณาการข้อมูลการสำรวจระยะไกลผ่านดาวเทียมเพื่อขยายขอบเขตการติดตาม และการสำรวจการเชื่อมโยงที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นกับการวางผังเมืองและระบบการใช้น้ำเพื่อการเกษตรเพื่อสร้างกรอบการจัดการ "ลุ่มน้ำอัจฉริยะ" ที่มีความยืดหยุ่นมากขึ้น

สรุป:
กรณีศึกษานี้แสดงให้เห็นถึงการทำงานร่วมกันของมาตรวัดน้ำฝนแบบถังเอียง (ตรวจจับแหล่งที่มา) มาตรวัดอัตราการไหลของเรดาร์ (ตรวจสอบกระบวนการ) และเซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนที่ (ป้องกันโครงสร้างพื้นฐาน) ก่อให้เกิดระบบเฝ้าระวังและเตือนภัยน้ำท่วมที่ครอบคลุมและครอบคลุมหลายมิติ ตั้งแต่ “ท้องฟ้า” สู่ “พื้นดิน” จาก “แหล่งกำเนิด” สู่ “โครงสร้าง” ซึ่งไม่เพียงแต่สะท้อนถึงทิศทางการพัฒนาเทคโนโลยีควบคุมน้ำท่วมในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ให้ทันสมัยเท่านั้น แต่ยังมอบประสบการณ์เชิงปฏิบัติอันทรงคุณค่าสำหรับการจัดการน้ำท่วมทั่วโลกในลุ่มน้ำที่คล้ายคลึงกันอีกด้วย

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

กรุณาติดต่อ บริษัท ฮอนเดะ เทคโนโลยี จำกัด

Email: info@hondetech.com

เว็บไซต์บริษัท :www.hondetechco.com

โทร: +86-15210548582