Charakterystyka pory deszczowej i potrzeby monitorowania opadów
Deszcz śliwkowy (Meiyu) to unikalne zjawisko opadowe, które powstaje podczas przesuwania się na północ letniego monsunu wschodnioazjatyckiego, dotykając przede wszystkim dorzecze rzeki Jangcy w Chinach, japońską wyspę Honsiu oraz Koreę Południową. Zgodnie z chińską normą krajową „Wskaźniki monitoringu Meiyu” (GB/T 33671-2017), chińskie regiony deszczów śliwkowych można podzielić na trzy strefy: Jiangnan (I), Środkowo-Dolną Jangcy (II) i Jianghuai (III), z których każda ma inną datę rozpoczęcia – obszar Jiangnan zazwyczaj rozpoczyna sezon Meiyu średnio 9 czerwca, następnie Środkowo-Dolna Jangcy 14 czerwca, a Jianghuai 23 czerwca. Ta zmienność czasoprzestrzenna stwarza zapotrzebowanie na rozległy, ciągły monitoring opadów, co stwarza szerokie możliwości zastosowania deszczomierzy.
Sezon deszczów śliwkowych w 2025 roku charakteryzował się wczesnym początkiem – regiony Jiangnan i środkowego i dolnego biegu Jangcy weszły do Meiyu 7 czerwca (2-7 dni wcześniej niż zwykle), a region Jianghuai rozpoczął sezon 19 czerwca (4 dni wcześniej). Te wczesne przybycie zwiększyło pilną potrzebę zapobiegania powodziom. Deszcz śliwkowy charakteryzuje się przedłużonym czasem trwania, wysoką intensywnością i szerokim zasięgiem – na przykład opady w środkowym i dolnym biegu Jangcy w 2024 roku przekroczyły historyczne średnie o ponad 50%, a niektóre obszary doświadczały „gwałtownego Meiyu”, powodując poważne powodzie. W tym kontekście dokładny monitoring opadów staje się podstawą podejmowania decyzji w zakresie kontroli powodzi.
Tradycyjne, ręczne obserwacje opadów deszczu mają istotne ograniczenia: niską częstotliwość pomiarów (zazwyczaj 1-2 razy dziennie), powolną transmisję danych oraz brak możliwości rejestrowania krótkotrwałych, intensywnych opadów. Nowoczesne, automatyczne deszczomierze wykorzystujące metodę „przechylania wiadra” lub metodę ważenia umożliwiają monitorowanie minuta po minucie, a nawet sekunda po sekundzie, a bezprzewodowa transmisja danych w czasie rzeczywistym znacznie poprawia terminowość i dokładność. Na przykład, system deszczomierzy z funkcją „przechylania wiadra” w zbiorniku Sanduxi w Yongkang w Zhejiang przesyła dane bezpośrednio do prowincjonalnych platform hydrologicznych, zapewniając „wygodny i efektywny” monitoring opadów.
Do kluczowych wyzwań technicznych należą: utrzymanie dokładności pomiarów podczas ekstremalnych opadów deszczu (np. 660 mm w ciągu 3 dni w mieście Taiping w prowincji Hubei w 2025 roku – 1/3 rocznych opadów); niezawodność sprzętu w wilgotnym środowisku; oraz reprezentatywne rozmieszczenie stacji w złożonym terenie. Nowoczesne deszczomierze rozwiązują te problemy dzięki zastosowaniu materiałów antykorozyjnych ze stali nierdzewnej, redundancji podwójnych pojemników przechylnych oraz zasilaniu słonecznemu. Gęste sieci oparte na Internecie Rzeczy (IoT), takie jak system „Digital Levee” w Zhejiang, aktualizują dane o opadach co 5 minut z 11 stacji.
Co istotne, zmiany klimatyczne nasilają ekstremalne zjawiska Meiyu – opady w Meiyu w 2020 roku były o 120% wyższe od średniej (najwyższe od 1961 roku), co wymaga deszczomierzy o szerszym zakresie pomiarowym, odporności na uderzenia i niezawodnej transmisji. Dane z Meiyu wspierają również badania klimatyczne, dostarczając informacji na temat długoterminowych strategii adaptacyjnych.
Innowacyjne aplikacje w Chinach
W Chinach opracowano kompleksowe systemy monitorowania opadów, obejmujące zarówno tradycyjne obserwacje manualne, jak i inteligentne rozwiązania IoT. Deszczomierze stały się kluczowymi węzłami inteligentnych sieci hydrologicznych.
Cyfrowe sieci kontroli powodzi
System „Cyfrowego Wału Przeciwpowodziowego” w dystrykcie Xiuzhou jest przykładem nowoczesnych zastosowań. Integrując deszczomierze z innymi czujnikami hydrologicznymi, system co 5 minut przesyła dane do platformy zarządzania. „Wcześniej ręcznie mierzyliśmy opady za pomocą cylindrów miarowych – nieefektywnych i niebezpiecznych w nocy. Teraz aplikacje mobilne dostarczają dane w czasie rzeczywistym z całego dorzecza” – powiedział Jiang Jianming, zastępca dyrektora Biura Rolniczego w mieście Wangdian. Dzięki temu pracownicy mogą skupić się na działaniach proaktywnych, takich jak inspekcje wałów przeciwpowodziowych, zwiększając skuteczność reagowania na powodzie o ponad 50%.
W mieście Tongxiang system „Inteligentnej Kontroli Zalegania Wody” łączy dane z 34 stacji telemetrycznych z 72-godzinnymi prognozami poziomu wody, opartymi na sztucznej inteligencji. W sezonie Meiyu w 2024 roku system wydał 23 raporty o opadach deszczu, 5 ostrzeżeń przed powodzią i 2 alerty o przepływie szczytowym, co dowodzi kluczowej roli hydrologii jako „oczu i uszu” kontroli powodzi. Dane z deszczomierzy minutowych uzupełniają obserwacje radarowe i satelitarne, tworząc wielowymiarowy system monitorowania.
Zastosowania zbiornikowe i rolnicze
W zarządzaniu zasobami wodnymi, zbiornik Sanduxi w Yongkang wykorzystuje automatyczne mierniki na 8 odgałęzieniach kanału, a także pomiary ręczne, aby zoptymalizować nawadnianie. „Łączenie metod zapewnia racjonalne rozdysponowanie wody, jednocześnie usprawniając automatyzację monitorowania” – wyjaśnił kierownik Lou Qinghua. Dane dotyczące opadów deszczu bezpośrednio wpływają na harmonogram nawadniania i dystrybucję wody.
W okresie Meiyu w 2025 roku Instytut Nauk Wodnych w Hubei korzystał z systemu prognozowania powodzi w czasie rzeczywistym, integrującego całodobowe prognozy pogody z danymi ze zbiorników. System, który uruchomił 26 symulacji burz i obsługuje 5 spotkań w sytuacjach kryzysowych, opiera swoją niezawodność na precyzyjnych pomiarach deszczomierza.
Postęp technologiczny
Nowoczesne deszczomierze wykorzystują kilka kluczowych innowacji:
- Pomiar hybrydowy: połączenie metody przechylanej łyżki i metody ważenia w celu zachowania dokładności przy różnym natężeniu opadów (0,1–300 mm/h), co pozwala uwzględnić zmienne opady deszczu w Meiyu.
- Konstrukcje samoczyszczące: Czujniki ultradźwiękowe i powłoki hydrofobowe zapobiegają gromadzeniu się zanieczyszczeń, co jest niezwykle istotne podczas ulewnych deszczy w Meiyu. Japońska firma Oki Electric informuje o 90-procentowej redukcji kosztów konserwacji dzięki takim systemom.
- Edge Computing: przetwarzanie danych na urządzeniu filtruje szumy i identyfikuje ekstremalne zdarzenia lokalnie, zapewniając niezawodność nawet w przypadku zakłóceń w sieci.
- Integracja wieloparametrowa: południowokoreańskie stacje pomiarowe mierzą opady deszczu, a także wilgotność i temperaturę, co pozwala na dokładniejsze prognozowanie osuwisk w Meiyu.
Wyzwania i przyszłe kierunki
Mimo postępu nadal istnieją pewne ograniczenia:
- Ekstremalne warunki: „gwałtowny atak Meiyu” w Anhui w 2024 r. spowodował przeciążenie niektórych manometrów o wydajności 300 mm/h
- Integracja danych: Rozbieżne systemy utrudniają prognozowanie powodzi w różnych regionach
- Zasięg obszarów wiejskich: W odległych obszarach górskich brakuje wystarczającej liczby punktów monitorowania
Wśród nowo pojawiających się rozwiązań znajdują się:
- Mobilne wskaźniki instalowane na dronach: chińskie MWR przetestowało wskaźniki przenoszone przez drony pod kątem szybkiego wdrożenia podczas powodzi w 2025 r.
- Weryfikacja blockchain: Projekty pilotażowe w Zhejiang zapewniają niezmienność danych w przypadku kluczowych decyzji
- Prognozowanie wspomagane sztuczną inteligencją: nowy model w Szanghaju zmniejsza liczbę fałszywych alarmów o 40% dzięki uczeniu maszynowemu
W obliczu zmian klimatycznych, które nasilają zmienność Meiyu, mierniki nowej generacji będą wymagały:
- Zwiększona trwałość (wodoodporność IP68, praca w temperaturach od -30°C do 70°C)
- Szerszy zakres pomiarowy (0~500mm/h)
- Ściślejsza integracja z sieciami IoT/5G
Jak zauważa dyrektor Jiang: „To, co zaczęło się jako prosty pomiar opadów, stało się podstawą inteligentnego zarządzania zasobami wodnymi”. Od kontroli powodzi po badania klimatyczne, deszczomierze pozostają niezbędnymi narzędziami zwiększającymi odporność regionów o obfitych opadach.
Prosimy o kontakt z Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Strona internetowa firmy:www.hondetechco.com
Tel.: +86-15210548582
Czas publikacji: 25-06-2025