Projectachtergrond
Zuidoost-Azië, gekenmerkt door een tropisch moessonklimaat, wordt jaarlijks tijdens het regenseizoen geconfronteerd met ernstige overstromingen. Neem bijvoorbeeld het stroomgebied van de Chao Phraya-rivier in een representatief land. Dit stroomgebied stroomt door de dichtstbevolkte en economisch meest ontwikkelde hoofdstad van het land en de omliggende regio's. Historisch gezien heeft de wisselwerking tussen plotselinge stortbuien, snelle afvoer van water uit bergachtige gebieden stroomopwaarts en wateroverlast in stedelijke gebieden ertoe geleid dat traditionele, handmatige en op ervaring gebaseerde hydrologische monitoringmethoden ontoereikend zijn. Dit resulteert vaak in te late waarschuwingen, aanzienlijke materiële schade en zelfs dodelijke slachtoffers.
Om af te stappen van deze reactieve aanpak, lanceerde het nationale departement voor waterbeheer, in samenwerking met internationale partners, het project "Geïntegreerd systeem voor monitoring en vroegtijdige waarschuwing bij overstromingen in het stroomgebied van de Chao Phraya-rivier". Het doel was om een realtime, nauwkeurig en efficiënt modern systeem voor overstromingsbeheersing op te zetten, gebruikmakend van IoT, sensortechnologie en data-analyse.
Kerntechnologieën en sensorapplicaties
Het systeem integreert diverse geavanceerde sensoren, die samen de "ogen en oren" van de waarnemingslaag vormen.
1. Kantelbakregenmeter – De “frontliniewacht” voor het opsporen van de oorsprong van overstromingen
- Inzetlocaties: Breed ingezet in bergachtige gebieden stroomopwaarts, bosreservaten, middelgrote reservoirs en belangrijke stroomgebieden aan de rand van stedelijke gebieden.
- Functie en rol:
- Realtime regenvalmonitoring: verzamelt elke minuut regenvalgegevens met een nauwkeurigheid van 0,1 mm. De gegevens worden in realtime naar het centrale controlecentrum verzonden via GPRS/4G/satellietcommunicatie.
- Stormwaarschuwing: Wanneer een regenmeter extreem veel regen registreert in een korte periode (bijvoorbeeld meer dan 50 mm in één uur), activeert het systeem automatisch een eerste waarschuwing die wijst op een risico op plotselinge overstromingen of snelle afvoer van regenwater in dat gebied.
- Datafusie: Regenvalgegevens zijn een van de meest cruciale invoerparameters voor hydrologische modellen, die worden gebruikt om het afvoervolume naar rivieren en het aankomsttijdstip van piekwateren te voorspellen.
2. Radardebietmeter – De ‘hartslagmeter’ van de rivier
- Installatielocaties: Geïnstalleerd in alle belangrijke rivierbeddingen, bij belangrijke samenvloeiingen van zijrivieren, stroomafwaarts van stuwmeren en op cruciale bruggen of torens bij stadsingangen.
- Functie en rol:
- Contactloze snelheidsmeting: Maakt gebruik van de reflectieprincipes van radargolven om de oppervlaktewatersnelheid nauwkeurig te meten, onafhankelijk van waterkwaliteit of sedimentgehalte, en vereist weinig onderhoud.
- Waterpeil- en dwarsdoorsnedemeting: In combinatie met ingebouwde drukwaterpeilsensoren of ultrasone waterpeilmeters verkrijgt het systeem realtime waterpeilgegevens. Aan de hand van vooraf geladen topografische gegevens van de rivierbedding berekent het de realtime debiet (m³/s).
- Belangrijkste waarschuwingsindicator: De waterstand is de meest directe indicator voor het bepalen van de omvang van een overstroming. Wanneer de door de radarmeter gemeten waterstand de vooraf ingestelde waarschuwings- of gevaarsdrempels overschrijdt, activeert het systeem alarmen op verschillende niveaus, waardoor cruciale tijd wordt gewonnen voor evacuatie stroomafwaarts.
3. Verplaatsingssensor – De “veiligheidsbewaker” voor infrastructuur
- Inzetlocaties: Kritieke dijken, aarden dammen, hellingen en rivieroevers die gevoelig zijn voor geotechnische gevaren.
- Functie en rol:
- Structurele gezondheidsmonitoring: maakt gebruik van GNSS-verplaatsingssensoren (Global Navigation Satellite System) en in situ-inclinometers om continu de verplaatsing, zetting en helling van dijken en taluds tot op millimeterniveau te monitoren.
- Waarschuwing voor damdoorbraak: Tijdens overstromingen oefenen stijgende waterstanden enorme druk uit op hydraulische constructies. Verplaatsingssensoren kunnen vroegtijdige, subtiele tekenen van structurele instabiliteit detecteren. Als de snelheid waarmee de verplaatsing verandert plotseling toeneemt, geeft het systeem onmiddellijk een waarschuwing voor de structurele veiligheid, waardoor catastrofale overstromingen als gevolg van constructiefouten worden voorkomen.
Systeemworkflow en behaalde resultaten
- Gegevensverzameling en -overdracht: Honderden sensornodes verspreid over het stroomgebied verzamelen elke 5-10 minuten gegevens en verzenden deze in pakketten via een IoT-netwerk naar het cloud-datacenter.
- Gegevensfusie en modelanalyse: Het centrale platform ontvangt en integreert gegevens uit meerdere bronnen, zoals regenmeters, radardebietmeters en verplaatsingssensoren. Deze gegevens worden ingevoerd in een gekalibreerd, gekoppeld hydrometeorologisch en hydraulisch model voor realtime simulatie en voorspelling van overstromingen.
- Intelligente vroegtijdige waarschuwing en beslissingsondersteuning:
- Scenario 1: Regenmeters in de stroomopwaartse bergen detecteren een zware storm; het model voorspelt onmiddellijk dat de piek van de overstroming, die het waarschuwingsniveau overschrijdt, plaats A binnen 3 uur zal bereiken. Het systeem stuurt automatisch een waarschuwing naar de afdeling rampenbestrijding van plaats A.
- Scenario 2: De radardebietmeter op de rivier die door Stad B stroomt, toont binnen een uur een snelle toename van de debiet, waardoor het waterpeil dreigt over de dijk te stromen. Het systeem activeert een rood alarm en geeft via mobiele apps, sociale media en nooduitzendingen dringende evacuatiebevelen uit aan bewoners langs de rivier.
- Scenario 3: Verplaatsingssensoren op een oud gedeelte van de dijk bij punt C detecteren abnormale beweging, waardoor het systeem een risico op instorting signaleert. De commandocentrale kan onmiddellijk technische teams sturen voor versterking en preventief bewoners in de risicozone evacueren.
- Resultaten van de aanvraag:
- Verbeterde waarschuwingstijd: In vergelijking met traditionele methoden is de waarschuwingstijd voor overstromingen verbeterd van 2-4 uur naar 6-12 uur.
- Verbeterde wetenschappelijke nauwkeurigheid bij besluitvorming: Wetenschappelijke modellen gebaseerd op realtime data hebben de op ervaring gebaseerde, vage oordelen vervangen, waardoor beslissingen zoals het beheer van reservoirs en de activering van afleidingsgebieden voor overstromingen nauwkeuriger zijn geworden.
- Verminderde verliezen: Tijdens het eerste overstromingsseizoen na de ingebruikname van het systeem werden twee grote overstromingen succesvol afgehandeld. Naar schatting werden de directe economische verliezen met ongeveer 30% verminderd en vielen er geen slachtoffers.
- Verbeterde publieke betrokkenheid: Via een openbare mobiele applicatie kunnen burgers realtime informatie over regenval en waterstanden in hun omgeving bekijken, waardoor het bewustzijn over rampenpreventie wordt vergroot.
Uitdagingen en toekomstperspectief
- Uitdagingen: Hoge initiële systeeminvestering; dekking van het communicatienetwerk in afgelegen gebieden blijft problematisch; stabiliteit van de sensoren op lange termijn en weerstand tegen vandalisme vereisen voortdurend onderhoud.
- Toekomstperspectief: De plannen omvatten de introductie van AI-algoritmen om de nauwkeurigheid van voorspellingen verder te verbeteren; de integratie van satellietgegevens om de monitoringdekking uit te breiden; en het onderzoeken van nauwere verbanden met stedelijke planning en systemen voor watergebruik in de landbouw om een veerkrachtiger beheerkader voor "slimme rivierbekkens" te creëren.
Samenvatting:
Deze casestudy laat zien hoe de synergetische werking van kantelbakregenmeters (voor het detecteren van de bron), radardebietmeters (voor het monitoren van het proces) en verplaatsingssensoren (voor het bewaken van de infrastructuur) een alomvattend, multidimensionaal systeem voor het monitoren en waarschuwen voor overstromingen vormt – van "hemel" tot "grond", van "bron" tot "structuur". Dit vertegenwoordigt niet alleen de moderniseringsrichting van de technologie voor overstromingsbeheer in Zuidoost-Azië, maar biedt ook waardevolle praktijkervaring voor wereldwijd overstromingsbeheer in vergelijkbare stroomgebieden.
Complete set servers en software draadloze module, ondersteunt RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Neem contact op met Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Bedrijfswebsite:www.hondetechco.com
Tel: +86-15210548582
Geplaatst op: 29 september 2025