Radaro srauto matuoklių taikymas ir praktika Pietų Korėjoje

1. Įvadas: Pietų Korėjos hidrologinio monitoringo iššūkiai ir poreikiai

Pietų Korėjos topografija daugiausia kalnuota, su trumpomis upėmis ir dideliu tėkmės greičiu. Dėl musoninio klimato koncentruoti smarkūs vasaros krituliai lengvai sukelia staigius potvynius. Tradiciniai kontaktiniai srauto matuokliai (pvz., rotorinio tipo srovės matuokliai) lengvai pažeidžiami potvynių metu, todėl sunku gauti duomenis ir jie kelia didelę riziką priežiūros personalui. Be to, Pietų Korėja taiko griežtus vandens išteklių valdymo ir vandens kokybės apsaugos reikalavimus tokiuose pagrindiniuose baseinuose kaip Hano upė ir Nakdongo upė. Todėl skubiai reikia srauto stebėjimo technologijos, kuri užtikrintų automatizuotą, didelio tikslumo ir saugų veikimą bet kokiu oru. Šiame kontekste hidrologiniai radariniai srauto matuokliai tapo idealiu sprendimu.

2. Hidrologinių radarinių srauto matuoklių techniniai privalumai

Hidrologiniai radariniai srauto matuokliai, ypač sistemos, naudojančios paviršiaus greičio radarą (SVR) kartu su vandens lygio matuokliu srautui apskaičiuoti, savo pagrindinį pranašumą įgyja dėl nekontaktinio matavimo.

1. Saugumas ir patikimumas: Įranga, įrengta virš tiltų ar upių krantų, visiškai nepaveikiama potvynių, nuolaužų ar ledo smūgių, todėl įranga išlieka ir duomenys išlieka nepakitę net ir ekstremaliomis oro sąlygomis.
2. Lengva priežiūra: nereikia atlikti operacijų vandenyje, todėl žymiai sumažėja priežiūros išlaidos ir personalo rizika.
3. Didelis tikslumas ir greitas reagavimas: radaro spinduliai gali tiksliai užfiksuoti smulkius paviršinio vandens greičio pokyčius, atnaujindami duomenis dideliu dažniu (iki minutės lygio), todėl teikia itin svarbią pagalbą teikiant realaus laiko įspėjimus apie potvynius.
4. Daugiafunkcinė integracija: šiuolaikiniai radariniai srauto matuokliai dažnai integruojami su vandens lygio radarais, lietaus matuokliais ir kt., sudarant išsamias, „viskas viename“ hidrologinio stebėjimo stotis.

Srauto skaičiavimui paprastai naudojamas „greičio ir ploto metodas“:Srautas = vidutinis paviršiaus greitis × skerspjūvio plotas × koeficientasRadaras matuoja paviršiaus greitį, vandens lygio jutiklis nustato skerspjūvio plotą, o srautas apskaičiuojamas po kalibravimo naudojant empirinį koeficientą.

3. Konkretūs taikymo atvejai Pietų Korėjoje

1 atvejis: Miesto potvynių įspėjimo sistema Hano upėje Seule

• Kontekstas: Hano upė teka per tankiai apgyvendintą ir ekonomiškai gyvybiškai svarbią sostinę Seulą. Upės pakrančių pylimų saugumas potvynių metu yra nepaprastai svarbus.
• Pritaikymas: Ant kelių pagrindinių tiltų per Han upę (pvz., Mapo tilto, Hangango tilto) buvo įrengtos radarų srauto stebėjimo stotys. Radarų jutikliai nukreipti į upės paviršių žemiau tilto ir nuolat matuoja paviršiaus greitį.
• Rezultatai:
  • Įspėjimas realiuoju laiku: kai prieš srovę tekantis stiprus lietus smarkiai padidina greitį, sistema nedelsdama siunčia įspėjimus Seulo miesto vyriausybei ir nelaimių prevencijos centrui, taip gaudama svarbaus laiko pradėti reaguoti į ekstremalias situacijas ir evakuoti gyventojus žemumose.
  • Duomenų integravimas: Greičio duomenys integruojami su išleidimo duomenimis iš aukštupio rezervuarų ir kritulių duomenimis, taip sukuriant tikslesnius hidrologinius modelius ir pagerinant potvynių prognozavimo tikslumą.
  • Saugos užtikrinimas: panaikina poreikį personalui atlikti pavojingus rankinius matavimus upėse potvynių metu.

2 atvejis: Žemės ūkio vandens išteklių paskirstymas Nakdongo upės žemupyje

• Kontekstas: Nakdongo upė yra ilgiausia Pietų Korėjos upė, o jos žemutinis baseinas yra svarbus žemės ūkio regionas. Tikslus vandens paskirstymas yra labai svarbus drėkinimui.
• Taikymas: Radariniai srauto matuokliai buvo įrengti šalia pagrindinių drėkinimo vandens įleidimo angų ir nukreipimo vartų, siekiant stebėti realaus laiko srautą, patenkantį į įvairius drėkinimo kanalus.
• Rezultatai:
  • Tikslus vandens paskirstymas: Vandens išteklių valdymo agentūros gali naudoti tikslius radarų srauto matuoklių duomenis, kad nuotoliniu būdu valdytų vartų atidarymą, užtikrindamos paklausą atitinkantį vandens paskirstymą ir mažindamos atliekas.
  • Ginčų sprendimas: pateikia objektyvius, nekeičiamus srauto duomenis, veiksmingai spręsdamas vandens naudojimo ginčus tarp skirtingų regionų ar žemės ūkio kooperatyvų.
  • Ilgalaikis planavimas: kaupia ilgalaikius, nuolatinius srauto duomenis, suteikdamas mokslinį pagrindą vandens tiekimo ir paklausos analizei bei ilgalaikiam planavimui.

3 atvejis: Ekologinio srauto stebėsena kalnuotose mažose vandens telkiniuose

• Kontekstas: Pietų Korėja pabrėžia ekologinę apsaugą, o įstatymai reikalauja palaikyti pagrindinius aplinkos srautus, kad būtų palaikoma vandens ekosistemų sveikata.
• Taikymas: Atokiuose, kalnuotuose mažuose vandens telkiniuose buvo įrengtos integruotos radarinės srauto stebėjimo stotys, maitinamos saulės energija.
• Rezultatai:
  • Nepilotuojamas stebėjimas: Dėl mažo radarų įrangos ir saulės energijos suvartojimo galima ilgai bepilotį stebėjimą atlikti vietovėse, kuriose nėra elektros tinklo.
  • Ekologinis vertinimas: Nuolat stebimi srauto duomenys įvertina atitiktį teisiniams minimaliems aplinkosaugos srauto reikalavimams, o tai padeda priimti sprendimus dėl užtvankų eksploatavimo ir vandens išteklių apsaugos.
  • Vandens ir dirvožemio apsaugos tyrimai: teikia vertingų duomenų, skirtų miškų dangos ir žemės naudojimo pokyčių poveikiui baseino hidrologijai tirti.

4. Iššūkiai ir ateities perspektyvos

Nepaisant didelės sėkmės Pietų Korėjoje, radariniai srauto matuokliai susiduria su tam tikrais iššūkiais:

• Tikslumo kalibravimas: Matavimo tikslumui gali prireikti sudėtingesnių kalibravimo algoritmų, jei kanalo skerspjūvis yra netaisyklingas arba paviršiuje yra per daug šiukšlių.
• Kaina: Pradinė investicija į aukštos klasės radarinius srauto matuoklius yra gana didelė, nors jie turi pranašumų bendrų gyvavimo ciklo sąnaudų atžvilgiu (atsižvelgiant į priežiūrą ir saugą).

Pietų Korėjoje hidrologinių radarų srauto matuoklių ateities tendencijos daugiausia bus susijusios su:

1. Integracija su dirbtiniu intelektu (DI): DI vaizdo atpažinimo naudojimas padeda radarui įvertinti srauto sąlygas, identifikuoti šiukšles ir net automatiškai ištaisyti matavimo paklaidas, dar labiau padidinant tikslumą ir išmanumą.
2. Daiktų interneto (IoT) integracija: visų stebėjimo stočių prijungimas prie vieningos IoT platformos, skirtos debesijos pagrindu veikiančiam duomenų saugojimui, analizei ir vizualizavimui, kuriant „išmaniosios upės“ sistemas.
3. Daugiatechnologinė jutiklių sintezė: radarų duomenų sujungimas su informacija iš kitų technologijų, tokių kaip vaizdo stebėjimas ir dronų tyrimai, siekiant sukurti išsamų, daugiamatį hidrologinio stebėjimo tinklą.

5. Išvada

Hidrologiniai radariniai srauto matuokliai (dėl savo išskirtinių techninių savybių) puikiai atitinka aukštus Pietų Korėjos saugos, realaus laiko galimybių ir automatizavimo reikalavimus hidrologinio stebėjimo srityje. Sėkmingai taikant potvynių įspėjimo, vandens išteklių valdymo ir ekologinės apsaugos praktikas, ši technologija tapo nepakeičiama Pietų Korėjos modernios hidrologinės infrastruktūros dalimi. Tobulėjant technologijoms, radariniai srauto matuokliai neabejotinai atliks dar svarbesnį vaidmenį užtikrinant Pietų Korėjos vandens saugumą ir skatinant tvarų vandens išteklių naudojimą. Jų taikymo patirtis taip pat suteikia vertingos informacijos kitoms šalims ir regionams, susiduriantiems su panašiais iššūkiais.

Pilnas serverių ir programinės įrangos belaidžio modulio rinkinys, palaikantis RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

Daugiau radaro srauto jutiklio informacija,

prašome susisiekti su „Honde Technology Co., LTD.“

Email: info@hondetech.com

Įmonės svetainė:www.hondetechco.com

Tel.: +86-15210548582