Jihovýchodní Asie, charakterizovaná tropickým deštným pralesem, častými monzunovými dešti a hornatým terénem, je jedním z regionů celosvětově nejvíce náchylných k horským povodním. Tradiční monitorování srážek na jednom místě již pro moderní potřeby včasného varování nestačí. Proto je zásadní vytvořit integrovaný systém monitorování a varování, který kombinuje vesmírné, nebeské a pozemní technologie. Jádrem takového systému jsou: hydrologické radarové senzory (pro makroskopické monitorování srážek), srážkoměry (pro přesnou kalibraci na úrovni země) a senzory posunu (pro monitorování geologických podmínek na místě).
Následující komplexní příklad použití ilustruje, jak tyto tři typy senzorů spolupracují.
I. Případová studie: Projekt včasného varování před horskými povodněmi a sesuvy půdy v povodí ostrova Jáva v Indonésii
1. Pozadí projektu:
Horské vesnice v centrální části ostrova Jáva jsou soustavně zasaženy silnými monzunovými dešti, které vedou k častým horským záplavám a doprovodným sesuvům půdy, jež vážně ohrožují životy obyvatel, majetek a infrastrukturu. Místní samospráva ve spolupráci s mezinárodními organizacemi realizovala komplexní monitorovací a varovný projekt v typické malé povodí regionu.
2. Konfigurace a role senzorů:
- „Sky Eye“ – hydrologické radarové senzory (prostorové monitorování)
- Úloha: Makroskopická předpověď trendů a odhad plošných srážek v povodí.
- Rozmístění: V nejvyšších bodech povodí byla rozmístěna síť malých hydrologických radarů v pásmu X nebo C. Tyto radary skenují atmosféru v celém povodí s vysokým časoprostorovým rozlišením (např. každých 5 minut, mřížka 500 m × 500 m) a odhadují intenzitu srážek, směr pohybu a rychlost.
- Aplikace:
- Radar detekuje intenzivní srážkový mrak pohybující se směrem k povodí proti proudu a vypočítá, že pokryje celé povodí do 60 minut s odhadovanou průměrnou plošnou intenzitou srážek přesahující 40 mm/h. Systém automaticky vydá varování úrovně 1 (upozornění) a upozorní pozemní monitorovací stanice a řídící personál, aby se připravili na ověření dat a reakci na mimořádné události.
- Radarová data poskytují mapu rozložení srážek v celém povodí a přesně identifikují „horká místa“ s nejintenzivnějšími srážkami, což slouží jako klíčový vstup pro následná přesná varování.
- „Pozemní reference“ – srážkoměry (bodové přesné monitorování)
- Úloha: Sběr pozemních dat a kalibrace radarových dat.
- Rozmístění: Desítky srážkoměrů s vyklápěcími košíky byly rozmístěny po celé povodí, zejména proti proudu od vesnic, v různých nadmořských výškách a v radarem identifikovaných „horkých bodech“. Tyto senzory zaznamenávají skutečné srážky na úrovni země s vysokou přesností (např. 0,2 mm/kolík).
- Aplikace:
- Když hydrologický radar vydá varování, systém okamžitě načte data v reálném čase ze srážkoměrů. Pokud více srážkoměrů potvrdí, že kumulativní srážky za poslední hodinu překročily 50 mm (přednastavená prahová hodnota), systém eskaluje varování na úroveň 2 (Varování).
- Data srážkoměru jsou nepřetržitě přenášena do centrálního systému pro porovnání a kalibraci s radarovými odhady, čímž se neustále zlepšuje přesnost radarové inverze srážek a snižuje se počet falešných poplachů a zmeškaných detekcí. Slouží jako „podstatná informace“ pro ověřování radarových varování.
- „Puls Země“ – senzory posunutí (monitorování geologické odezvy)
- Úloha: Monitorování skutečné reakce svahu na srážky a přímé varování před sesuvy půdy.
- Rozmístění: Na vysoce rizikových sesuvných tělesech identifikovaných geologickými průzkumy v povodí byla instalována řada senzorů posunutí, včetně:
- Inclinometry do vrtů: Instalují se do vrtů pro sledování drobných posunů hluboko v podpovrchových horninách a zeminách.
- Měřiče trhlin/drátové extenzometry: Instalují se napříč povrchovými trhlinami pro sledování změn šířky trhlin.
- Monitorovací stanice GNSS (globální navigační družicový systém): Monitorují posuny povrchu na milimetrové úrovni.
- Aplikace:
- Během silných dešťů srážkoměry potvrzují vysokou intenzitu srážek. V této fázi poskytují senzory posunu nejdůležitější informace – stabilitu svahu.
- Systém detekuje náhlé zrychlení rychlosti posunu z hlubokého sklonoměru na vysoce rizikovém svahu, doprovázené neustálým rozšiřováním hodnot z měřičů povrchových trhlin. To naznačuje, že do svahu vnikla dešťová voda, tvoří se smyková plocha a hrozí sesuv půdy.
- Na základě těchto dat o pohybu v reálném čase systém obchází varování založená na srážkách a přímo vydává výstrahu nejvyššího stupně 3 (nouzové varování), která upozorňuje obyvatele v nebezpečné zóně prostřednictvím vysílání, SMS zpráv a sirén k okamžité evakuaci.
II. Spolupráce senzorů
- Fáze včasného varování (před srážkami až po počáteční srážky): Hydrologický radar detekuje intenzivní srážkovou oblačnost nejprve proti proudu a poskytuje včasné varování.
- Fáze potvrzení a eskalace (během dešťů): Srážkoměry potvrzují, že srážky na úrovni země překračují prahové hodnoty, a specifikují a lokalizují úroveň varování.
- Fáze kritické akce (před katastrofou): Snímače posunutí detekují přímé signály nestability svahu, spouštějí varování před bezprostřední katastrofou nejvyššího stupně a kupují kritických „posledních minut“ pro evakuaci.
- Kalibrace a učení (v průběhu celého procesu): Data srážkoměru průběžně kalibrují radar, zatímco všechna data ze senzorů jsou zaznamenávána pro optimalizaci budoucích modelů a prahových hodnot varování.
III. Shrnutí a výzvy
Tento integrovaný přístup s využitím více senzorů poskytuje robustní technickou podporu pro řešení horských povodní a sesuvů půdy v jihovýchodní Asii.
- Hydrologický radar odpovídá na otázku: „Kde se vyskytnou silné deště?“ a poskytuje tak předstih.
- Srážkoměry odpovídají na otázku: „Kolik skutečně spadlo srážek?“ a poskytují přesná kvantitativní data.
- Snímače posunutí odpovídají na otázku: „Sesune se zem?“ a poskytují přímý důkaz o hrozící katastrofě.
Mezi výzvy patří:
- Vysoké náklady: Zavádění a údržba radarových a hustých senzorových sítí je drahá.
- Problémy s údržbou: V odlehlých, vlhkých a horských oblastech je zajištění napájení (často spoléhajícího se na solární energii), přenosu dat (často pomocí rádiové frekvence nebo satelitu) a fyzické údržby zařízení značnou výzvou.
- Technická integrace: Pro integraci dat z více zdrojů a umožnění automatizovaného a rychlého rozhodování jsou zapotřebí výkonné datové platformy a algoritmy.
- Kompletní sada serverů a softwarového bezdrátového modulu, podpora RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWANKontaktujte prosím společnost Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Webové stránky společnosti:www.hondetechco.com
Tel.: +86-15210548582
Čas zveřejnění: 19. září 2025