Zastosowanie i praktyka radarowych przepływomierzy w Korei Południowej

1. Wprowadzenie: Wyzwania i potrzeby w zakresie monitoringu hydrologicznego w Korei Południowej

Topografia Korei Południowej jest w przeważającej mierze górzysta, z krótkimi rzekami i wysokimi przepływami. Pod wpływem klimatu monsunowego, intensywne, letnie opady deszczu łatwo wywołują gwałtowne powodzie. Tradycyjne przepływomierze kontaktowe (np. przepływomierze wirnikowe) łatwo ulegają uszkodzeniu podczas powodzi, co utrudnia gromadzenie danych i stwarza wysokie ryzyko dla personelu konserwacyjnego. Ponadto, Korea Południowa ma surowe wymagania dotyczące zarządzania zasobami wodnymi i ochrony jakości wody w dużych dorzeczach, takich jak rzeki Han i Nakdong. W związku z tym istnieje pilna potrzeba opracowania technologii monitorowania przepływu, która umożliwiłaby całoroczną, zautomatyzowaną, precyzyjną i bezpieczną obsługę. Hydrologiczne radarowe przepływomierze okazały się idealnym rozwiązaniem w tym kontekście.

2. Zalety techniczne hydrologicznych radarowych mierników przepływu

Hydrologiczne radarowe mierniki przepływu, a w szczególności systemy wykorzystujące radar prędkości powierzchniowej (SVR) w połączeniu z wodowskazem do obliczania przepływu, czerpią swoją podstawową zaletę z bezkontaktowego pomiaru.

1. Bezpieczeństwo i niezawodność: Sprzęt zainstalowany nad mostami lub brzegami rzek jest całkowicie odporny na powodzie, gruz czy uderzenia lodu, co gwarantuje przetrwanie sprzętu i ciągłość danych podczas ekstremalnych warunków pogodowych.
2. Łatwa konserwacja: Brak konieczności przeprowadzania operacji w wodzie znacznie redukuje koszty konserwacji i ryzyko dla personelu.
3. Wysoka dokładność i szybka reakcja: wiązki radarowe mogą dokładnie rejestrować niewielkie zmiany prędkości wody powierzchniowej, a wysoka częstotliwość aktualizacji danych (nawet co minutę) zapewnia kluczowe wsparcie dla ostrzeżeń o powodziach w czasie rzeczywistym.
4. Wielofunkcyjna integracja: Nowoczesne przepływomierze radarowe są często integrowane z radarami poziomu wody, deszczomierzami itp., tworząc kompleksowe, wielofunkcyjne stacje monitoringu hydrologicznego.

Do obliczania przepływu zazwyczaj stosuje się „metodę prędkości i powierzchni”:Przepływ = średnia prędkość powierzchniowa × powierzchnia przekroju poprzecznego × współczynnikRadar mierzy prędkość powierzchniową, czujnik poziomu wody określa pole przekroju poprzecznego, a przepływ jest obliczany po kalibracji przy użyciu współczynnika empirycznego.

3. Konkretne przypadki zastosowań w Korei Południowej

Przypadek 1: Miejski system ostrzegania przed powodzią na rzece Han w Seulu

• Kontekst: Rzeka Han przepływa przez gęsto zaludnioną i prężnie działającą stolicę, Seul. Zapewnienie bezpieczeństwa nabrzeży podczas powodzi jest kwestią priorytetową.
• Zastosowanie: Stacje radarowego monitorowania przepływu zostały zainstalowane na kilku głównych mostach nad rzeką Han (np. na moście Mapo i moście Hangang). Czujniki radarowe są skierowane na powierzchnię rzeki poniżej mostu, stale mierząc prędkość powierzchniową.
• Wyniki:
  • Ostrzeganie w czasie rzeczywistym: Gdy ulewny deszcz w górnym biegu rzeki powoduje gwałtowny wzrost prędkości wody, system natychmiast wysyła ostrzeżenia do władz metropolitalnych Seulu i Centrum Zapobiegania Katastrofom, zyskując w ten sposób cenny czas na podjęcie działań ratowniczych i ewakuację mieszkańców nisko położonych obszarów.
  • Integracja danych: Dane dotyczące prędkości są integrowane z danymi dotyczącymi przepływu ze zbiorników górnych i danymi dotyczącymi opadów, co pozwala na tworzenie dokładniejszych modeli hydrologicznych i zwiększa precyzję prognozowania powodzi.
  • Zapewnienie bezpieczeństwa: eliminuje potrzebę przeprowadzania przez personel niebezpiecznych pomiarów ręcznych w rzekach w sezonach powodziowych.

Przypadek 2: Alokacja zasobów wodnych w rolnictwie w dolnym biegu rzeki Nakdong

• Kontekst: Rzeka Nakdong jest najdłuższą rzeką Korei Południowej, a jej dolny dorzecze jest kluczowym regionem rolniczym. Precyzyjne rozdysponowanie wody ma kluczowe znaczenie dla nawadniania.
• Zastosowanie: Przepływomierze radarowe rozmieszczono w pobliżu głównych ujęć wody irygacyjnej i śluz dywersyjnych w celu monitorowania w czasie rzeczywistym przepływu wpływającego do różnych kanałów irygacyjnych.
• Wyniki:
  • Precyzyjna dystrybucja wody: Agencje zarządzające zasobami wodnymi mogą wykorzystywać dokładne dane z radarowych mierników przepływu do zdalnego sterowania otwieraniem śluz, co pozwala na dystrybucję wody dostosowaną do zapotrzebowania i redukcję odpadów.
  • Rozstrzyganie sporów: dostarcza obiektywnych i niezmiennych danych o przepływie, skutecznie rozstrzygając spory dotyczące zużycia wody pomiędzy różnymi regionami lub spółdzielniami rolniczymi.
  • Planowanie długoterminowe: Gromadzi długoterminowe, ciągłe dane dotyczące przepływu, zapewniając naukową podstawę do analizy popytu i podaży wody oraz długoterminowego planowania.

Przypadek 3: Monitorowanie przepływu ekologicznego w małych zlewniach górskich

• Kontekst: Korea Południowa kładzie duży nacisk na ochronę ekologiczną, a przepisy wymagają utrzymania podstawowych przepływów środowiskowych w celu zachowania zdrowia ekosystemów wodnych.
• Zastosowanie: Zintegrowane stacje radarowego monitorowania przepływu zasilane energią słoneczną zainstalowano w odległych, górskich małych zlewniach.
• Wyniki:
  • Monitoring bezzałogowy: Wykorzystanie niskiego zużycia energii przez urządzenia radarowe i energię słoneczną umożliwia długoterminową, bezzałogową pracę w obszarach pozbawionych sieci energetycznej.
  • Ocena ekologiczna: Stale monitorowane dane dotyczące przepływu pozwalają ocenić zgodność z minimalnymi wymaganiami prawnymi dotyczącymi przepływu, wspierając podejmowanie decyzji dotyczących eksploatacji zapór i ochrony zasobów wodnych.
  • Badania nad ochroną wody i gleby: dostarczają cennych danych do analizy wpływu pokrywy leśnej i zmian w użytkowaniu gruntów na hydrologię zlewni.

4. Wyzwania i perspektywy na przyszłość

Pomimo znacznego sukcesu w Korei Południowej, przepływomierze radarowe borykają się z pewnymi wyzwaniami:

• Kalibracja dokładności: W przypadku nieregularnych przekrojów kanałów lub nadmiernej ilości zanieczyszczeń na powierzchni, dokładność pomiaru może wymagać bardziej złożonych algorytmów kalibracji.
• Koszt: Początkowa inwestycja w wysokiej klasy przepływomierze radarowe jest stosunkowo wysoka, choć oferują one korzyści w postaci całkowitego kosztu cyklu życia (biorąc pod uwagę konserwację i bezpieczeństwo).

Przyszłe trendy w zakresie radarowych mierników przepływu hydrologicznego w Korei Południowej będą koncentrować się na:

1. Integracja ze sztuczną inteligencją (AI): Wykorzystanie rozpoznawania obrazu przez AI do wspomagania radaru w ocenie warunków przepływu, identyfikowaniu zanieczyszczeń, a nawet automatycznym korygowaniu błędów pomiarowych, co jeszcze bardziej zwiększa dokładność i inteligencję.
2. Integracja Internetu Rzeczy (IoT): połączenie wszystkich stacji monitorujących w jedną platformę IoT w celu przechowywania, analizy i wizualizacji danych w chmurze, tworzenie systemów „Smart River”.
3. Fuzja czujników wykorzystujących wiele technologii: łączenie danych radarowych z informacjami pochodzącymi z innych technologii, takich jak nadzór wideo i pomiary przy użyciu dronów, w celu stworzenia kompleksowej, wielowymiarowej sieci monitoringu hydrologicznego.

5. Wnioski

Hydrologiczne radarowe przepływomierze, 凭借其卓越的技术特性 (opierając się na swoich wyjątkowych parametrach technicznych), doskonale spełniają wysokie wymagania Korei Południowej w zakresie bezpieczeństwa, możliwości pomiaru w czasie rzeczywistym i automatyzacji monitoringu hydrologicznego. Dzięki skutecznym praktykom w zakresie ostrzegania przed powodziami, zarządzania zasobami wodnymi i ochrony środowiska, technologia ta stała się niezbędnym elementem nowoczesnej infrastruktury hydrologicznej Korei Południowej. Wraz z rozwojem technologii, radarowe przepływomierze niewątpliwie będą odgrywać jeszcze ważniejszą rolę w zapewnianiu bezpieczeństwa wodnego Korei Południowej i promowaniu zrównoważonego wykorzystania zasobów wodnych. Ich doświadczenia w zastosowaniach stanowią również cenne źródło inspiracji dla innych krajów i regionów stojących przed podobnymi wyzwaniami.

Kompletny zestaw serwerów i oprogramowania modułu bezprzewodowego, obsługuje RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

Więcej o czujniku przepływu radarowego informacja,

prosimy o kontakt z Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

Strona internetowa firmy:www.hondetechco.com

Tel.: +86-15210548582