การประยุกต์ใช้งานจริงและผลกระทบของเครื่องวัดปริมาณน้ำฝนในประเทศที่มีฤดูฝนแบบพลัม

ลักษณะของฤดูฝนพลัมและความต้องการในการติดตามปริมาณน้ำฝน

ฝนฤดูฝน (เหมยหยู) เป็นปรากฏการณ์ฝนที่เกิดขึ้นเฉพาะในช่วงที่ลมมรสุมฤดูร้อนของเอเชียตะวันออกเคลื่อนตัวขึ้นเหนือ โดยส่วนใหญ่จะส่งผลกระทบต่อลุ่มแม่น้ำแยงซีของจีน เกาะฮอนชูของญี่ปุ่น และเกาหลีใต้ ตามมาตรฐานแห่งชาติของจีน “ตัวชี้วัดการติดตามฝนฤดูฝน” (GB/T 33671-2017) พื้นที่ฝนฤดูฝนของจีนสามารถแบ่งออกเป็นสามโซน ได้แก่ เจียงหนาน (I) ลุ่มแม่น้ำแยงซีตอนกลางและตอนล่าง (II) และเจียงหวย (III) โดยแต่ละโซนมีวันที่เริ่มต้นที่แตกต่างกัน โดยทั่วไปแล้ว พื้นที่เจียงหนานจะเข้าสู่ฤดูฝนเหมยหยูเป็นแห่งแรกในวันที่ 9 มิถุนายน ตามด้วยลุ่มแม่น้ำแยงซีตอนกลางและตอนล่างในวันที่ 14 มิถุนายน และเจียงหวยในวันที่ 23 มิถุนายน ความแปรปรวนเชิงพื้นที่และเวลาดังกล่าวทำให้เกิดความต้องการการติดตามปริมาณน้ำฝนอย่างต่อเนื่องและครอบคลุม ซึ่งเปิดโอกาสในการใช้งานเครื่องวัดปริมาณน้ำฝนอย่างกว้างขวาง

ฤดูฝนพลัมปี 2025 แสดงให้เห็นแนวโน้มการเริ่มต้นที่เร็วกว่าปกติ โดยภูมิภาคเจียงหนานและลุ่มแม่น้ำแยงซีตอนกลางและตอนล่างเริ่มเข้าสู่ฤดูฝนเหมยหยูในวันที่ 7 มิถุนายน (เร็วกว่าปกติ 2-7 วัน) ขณะที่ภูมิภาคเจียงหวยเริ่มในวันที่ 19 มิถุนายน (เร็วกว่าปกติ 4 วัน) การมาถึงที่เร็วกว่าปกติเช่นนี้ทำให้การป้องกันน้ำท่วมมีความเร่งด่วนมากขึ้น ปริมาณน้ำฝนในฤดูฝนพลัมมีลักษณะเด่นคือ ระยะเวลายาวนาน ความเข้มข้นสูง และครอบคลุมพื้นที่กว้างขวาง ตัวอย่างเช่น ปริมาณน้ำฝนในลุ่มแม่น้ำแยงซีตอนกลางและตอนล่างปี 2024 สูงกว่าค่าเฉลี่ยในอดีตกว่า 50% โดยบางพื้นที่ประสบกับ "ฤดูฝนเหมยหยูรุนแรง" ทำให้เกิดน้ำท่วมรุนแรง ในบริบทนี้ การตรวจสอบปริมาณน้ำฝนอย่างแม่นยำจึงเป็นหัวใจสำคัญของการตัดสินใจในการควบคุมน้ำท่วม

การสังเกตปริมาณน้ำฝนแบบดั้งเดิมด้วยมือมีข้อจำกัดที่สำคัญหลายประการ ได้แก่ ความถี่ในการวัดต่ำ (โดยทั่วไป 1-2 ครั้งต่อวัน) การส่งข้อมูลที่ช้า และไม่สามารถตรวจจับปริมาณน้ำฝนที่ตกหนักในระยะสั้นได้ เครื่องวัดปริมาณน้ำฝนอัตโนมัติสมัยใหม่ที่ใช้หลักการถังเอียงหรือการชั่งน้ำหนัก ช่วยให้สามารถตรวจสอบได้แบบนาทีต่อนาทีหรือแม้กระทั่งวินาทีต่อวินาที โดยการส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์แบบไร้สายช่วยปรับปรุงความทันเวลาและความแม่นยำอย่างมาก ตัวอย่างเช่น ระบบเครื่องวัดปริมาณน้ำฝนแบบถังเอียงที่อ่างเก็บน้ำซานดูซีในหย่งคัง มณฑลเจ้อเจียง ส่งข้อมูลไปยังแพลตฟอร์มอุทกวิทยาของจังหวัดโดยตรง ทำให้การตรวจสอบปริมาณน้ำฝนเป็นไปอย่าง “สะดวกและมีประสิทธิภาพ”

ความท้าทายทางเทคนิคที่สำคัญ ได้แก่ การรักษาความแม่นยำในระหว่างฝนตกหนัก (เช่น 660 มม. ใน 3 วันที่เมืองไท่ผิง มณฑลหูเป่ย ในปี 2025 ซึ่งคิดเป็น 1/3 ของปริมาณน้ำฝนทั้งปี) ความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ในสภาพแวดล้อมที่ชื้น และการวางตำแหน่งสถานีที่เหมาะสมในภูมิประเทศที่ซับซ้อน เครื่องวัดปริมาณน้ำฝนสมัยใหม่แก้ปัญหาเหล่านี้ด้วยวัสดุสแตนเลสป้องกันการกัดกร่อน ระบบสำรองแบบถังเอียงคู่ และพลังงานแสงอาทิตย์ เครือข่ายหนาแน่นที่ใช้เทคโนโลยี IoT เช่น ระบบ "คันกั้นน้ำดิจิทัล" ของมณฑลเจ้อเจียง อัปเดตข้อมูลปริมาณน้ำฝนทุก 5 นาทีจาก 11 สถานี

ที่สำคัญ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศกำลังทำให้ปรากฏการณ์เมยู (ฤดูฝนในเดือนพฤษภาคม) มีความรุนแรงมากขึ้น โดยปริมาณน้ำฝนในฤดูเมยูปี 2020 สูงกว่าค่าเฉลี่ยถึง 120% (สูงที่สุดนับตั้งแต่ปี 1961) ซึ่งส่งผลให้ความต้องการเครื่องวัดปริมาณน้ำฝนมีช่วงการวัดที่กว้างขึ้น ทนทานต่อแรงกระแทก และส่งสัญญาณได้อย่างน่าเชื่อถือ ข้อมูลจากฤดูเมยูยังสนับสนุนการวิจัยด้านสภาพภูมิอากาศ โดยให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์ต่อกลยุทธ์การปรับตัวในระยะยาว

การประยุกต์ใช้นวัตกรรมในประเทศจีน

จีนได้พัฒนาระบบตรวจสอบปริมาณน้ำฝนแบบครบวงจร จากการสังเกตการณ์ด้วยมือแบบดั้งเดิม ไปสู่โซลูชัน IoT อัจฉริยะ โดยเครื่องวัดปริมาณน้ำฝนได้พัฒนาไปเป็นจุดสำคัญของเครือข่ายอุทกวิทยาอัจฉริยะ

เครือข่ายควบคุมน้ำท่วมดิจิทัล

ระบบ “คันกั้นน้ำดิจิทัล” ของเขตซีโจวเป็นตัวอย่างของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีสมัยใหม่ โดยการบูรณาการเครื่องวัดปริมาณน้ำฝนเข้ากับเซ็นเซอร์ทางอุทกวิทยาอื่นๆ และอัปโหลดข้อมูลทุกๆ 5 นาทีไปยังแพลตฟอร์มการจัดการ “ก่อนหน้านี้ เราวัดปริมาณน้ำฝนด้วยตนเองโดยใช้กระบอกตวง ซึ่งไม่มีประสิทธิภาพและอันตรายในเวลากลางคืน ตอนนี้ แอปพลิเคชันบนมือถือให้ข้อมูลแบบเรียลไทม์ทั่วทั้งลุ่มน้ำ” เจียง เจียนหมิง รองผู้อำนวยการสำนักงานเกษตรอำเภอหวังเตียนกล่าว สิ่งนี้ช่วยให้เจ้าหน้าที่สามารถมุ่งเน้นไปที่มาตรการเชิงรุก เช่น การตรวจสอบคันกั้นน้ำ ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการรับมือกับน้ำท่วมได้มากกว่า 50%

ที่เมืองถงเซียง ระบบ “ควบคุมน้ำท่วมอัจฉริยะ” ผสานข้อมูลจากสถานีวัดระยะไกล 34 แห่งเข้ากับการพยากรณ์ระดับน้ำล่วงหน้า 72 ชั่วโมงที่ขับเคลื่อนด้วย AI ในช่วงฤดูฝนเหมยหยูปี 2024 ระบบได้ออกรายงานปริมาณน้ำฝน 23 ครั้ง คำเตือนน้ำท่วม 5 ครั้ง และการแจ้งเตือนปริมาณน้ำสูงสุด 2 ครั้ง ซึ่งแสดงให้เห็นถึงบทบาทสำคัญของอุทกวิทยาในฐานะ “ดวงตาและหู” ของการควบคุมน้ำท่วม ข้อมูลจากเครื่องวัดปริมาณน้ำฝนรายนาทีช่วยเสริมข้อมูลจากการสังเกตการณ์ด้วยเรดาร์/ดาวเทียม ก่อให้เกิดกรอบการตรวจสอบแบบหลายมิติ

การใช้งานในอ่างเก็บน้ำและภาคเกษตรกรรม

ในการจัดการทรัพยากรน้ำ อ่างเก็บน้ำซานดูซีในยงคังใช้เครื่องวัดอัตโนมัติที่คลองสาขา 8 แห่งควบคู่กับการวัดด้วยมือเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการชลประทาน “การผสมผสานวิธีการต่างๆ ช่วยให้การจัดสรรน้ำเป็นไปอย่างมีเหตุผล ในขณะเดียวกันก็ปรับปรุงระบบการตรวจสอบอัตโนมัติ” นายหลู ชิงฮวา ผู้จัดการกล่าวอธิบาย ข้อมูลปริมาณน้ำฝนจะนำไปใช้ในการวางแผนการชลประทานและการกระจายน้ำโดยตรง

ในช่วงเริ่มต้นฤดูฝนเหมยหยูปี 2025 สถาบันวิทยาศาสตร์ทางน้ำของมณฑลหูเป่ยได้ใช้ระบบพยากรณ์น้ำท่วมแบบเรียลไทม์ ซึ่งบูรณาการการพยากรณ์อากาศตลอด 24 ชั่วโมงและ 72 ชั่วโมงเข้ากับข้อมูลอ่างเก็บน้ำ ระบบดังกล่าวได้จำลองสถานการณ์พายุ 26 ครั้งและสนับสนุนการประชุมฉุกเฉิน 5 ครั้ง ความน่าเชื่อถือของระบบขึ้นอยู่กับการวัดปริมาณน้ำฝนที่แม่นยำ

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี

เครื่องวัดปริมาณน้ำฝนสมัยใหม่ได้รวมเอาเทคโนโลยีใหม่ที่สำคัญหลายประการไว้ด้วย:

1. การวัดแบบไฮบริด: การผสมผสานหลักการของถังเอียงและการชั่งน้ำหนัก เพื่อรักษาความแม่นยำในช่วงความเข้มข้นของปริมาณน้ำฝน (0.1-300 มม./ชม.) ซึ่งเหมาะสมกับปริมาณน้ำฝนที่แปรปรวนของฤดูมรสุมเหมยหยู
2. การออกแบบที่ทำความสะอาดตัวเองได้: เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกและสารเคลือบกันน้ำช่วยป้องกันการสะสมของเศษฝุ่น ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในช่วงฝนตกหนักในฤดูเมยู บริษัท Oki Electric ของญี่ปุ่นรายงานว่าระบบดังกล่าวช่วยลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาได้ถึง 90%
3. เอดจ์คอมพิวติ้ง: การประมวลผลข้อมูลบนอุปกรณ์จะกรองสัญญาณรบกวนและระบุเหตุการณ์ผิดปกติในระดับท้องถิ่น ทำให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือแม้ในกรณีที่เครือข่ายหยุดชะงัก
4. การบูรณาการหลายพารามิเตอร์: สถานีตรวจวัดแบบผสมผสานของเกาหลีใต้ วัดปริมาณน้ำฝนควบคู่ไปกับความชื้นและอุณหภูมิ ซึ่งช่วยปรับปรุงการคาดการณ์ดินถล่มที่เกี่ยวข้องกับพายุเมยู่ให้ดียิ่งขึ้น

ความท้าทายและทิศทางในอนาคต

แม้จะมีความก้าวหน้า แต่ข้อจำกัดก็ยังคงมีอยู่:

• สภาวะสุดขั้ว: พายุเหมยหยู "รุนแรง" ในปี 2024 ที่มณฑลอานฮุย ทำให้มาตรวัดบางตัวรับน้ำหนักเกินความจุ 300 มม./ชม.
• การบูรณาการข้อมูล: ระบบที่แตกต่างกันเป็นอุปสรรคต่อการพยากรณ์น้ำท่วมข้ามภูมิภาค
• การครอบคลุมพื้นที่ชนบท: พื้นที่ภูเขาห่างไกลขาดจุดตรวจสอบที่เพียงพอ

แนวทางแก้ไขที่กำลังเกิดขึ้นใหม่ ได้แก่:

1. เครื่องวัดระดับน้ำเคลื่อนที่ที่ติดตั้งบนโดรน: หน่วยงาน MWR ของจีนทดสอบเครื่องวัดระดับน้ำที่ติดตั้งบนโดรนเพื่อการใช้งานอย่างรวดเร็วในช่วงน้ำท่วมปี 2025
2. การตรวจสอบด้วยบล็อกเชน: โครงการนำร่องในมณฑลเจ้อเจียงช่วยให้มั่นใจได้ถึงความไม่เปลี่ยนแปลงของข้อมูลสำหรับการตัดสินใจที่สำคัญ
3. การพยากรณ์ด้วย AI: โมเดลใหม่ของเซี่ยงไฮ้ช่วยลดการแจ้งเตือนผิดพลาดลง 40% ผ่านการเรียนรู้ของเครื่องจักร

เนื่องจากภาวะโลกร้อนทำให้ความแปรปรวนของปริมาณน้ำฝนในฤดูเมยูเพิ่มมากขึ้น เครื่องวัดปริมาณน้ำฝนรุ่นใหม่จึงจำเป็นต้องมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

• ความทนทานที่เพิ่มขึ้น (กันน้ำระดับ IP68, ใช้งานได้ที่อุณหภูมิ -30C ถึง 70°C)
• ช่วงการวัดที่กว้างขึ้น (0~500 มม./ชม.)
• การผสานรวมที่แน่นแฟ้นยิ่งขึ้นกับเครือข่าย IoT/5G

ดังที่ผู้อำนวยการเจียงกล่าวไว้ว่า “สิ่งที่เริ่มต้นจากการวัดปริมาณน้ำฝนอย่างง่ายๆ ได้กลายเป็นรากฐานของการบริหารจัดการน้ำอย่างชาญฉลาด” ตั้งแต่การควบคุมอุทกภัยไปจนถึงการวิจัยสภาพภูมิอากาศ เครื่องวัดปริมาณน้ำฝนยังคงเป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้สำหรับความยืดหยุ่นในพื้นที่ที่มีปริมาณน้ำฝนมาก

โปรดติดต่อ บริษัท ฮอนเด เทคโนโลยี จำกัด

Email: info@hondetech.com

เว็บไซต์ของบริษัท:www.hondetechco.com

โทร: +86-15210548582