Aplikasi Sistem Pemantauan Bersepadu India untuk Amaran Awal Banjir Kilat – Satu Kes di Himachal Pradesh

Abstrak

India merupakan sebuah negara yang kerap terjejas akibat banjir kilat, terutamanya di kawasan Himalaya di utara dan timur laut. Kaedah pengurusan bencana tradisional, yang sering tertumpu pada tindak balas pasca bencana, telah mengakibatkan korban jiwa dan kerugian ekonomi yang ketara. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kerajaan India telah giat mempromosikan penggunaan penyelesaian berteknologi tinggi untuk amaran awal banjir kilat. Kajian kes ini, yang menumpukan pada Himachal Pradesh yang terjejas teruk, memperincikan aplikasi, keberkesanan dan cabaran Sistem Amaran Banjir Kilat (FFWS) bersepadunya, yang menggabungkan meter aliran radar, tolok hujan automatik dan sensor anjakan.

1. Latar Belakang dan Keperluan Projek

Topografi Himachal Pradesh dicirikan oleh gunung-ganang yang curam dan lembah yang dalam, dengan rangkaian sungai yang padat. Semasa musim monsun (Jun-September), ia sangat mudah terdedah kepada hujan bertempoh pendek dan berintensiti tinggi yang dicetuskan oleh monsun barat daya, yang membawa kepada banjir kilat dan tanah runtuh yang dahsyat. Bencana Kedarnath 2013 di Uttarakhand, yang mengorbankan beribu-ribu orang, berfungsi sebagai amaran penting. Rangkaian tolok hujan tradisional adalah jarang dan penghantaran data tertangguh, tidak dapat memenuhi keperluan pemantauan yang tepat dan amaran pantas tentang hujan lebat yang tiba-tiba dan sangat setempat.

Keperluan Teras:

1. Pemantauan Masa Nyata: Pengumpulan data terperinci tentang hujan dan paras air sungai di kawasan tadahan air yang terpencil dan sukar diakses.
2. Ramalan Tepat: Wujudkan model hujan-larian air yang boleh dipercayai untuk meramalkan masa ketibaan dan skala puncak banjir.
3. Penilaian Risiko Bahaya Geologi: Menilai risiko ketidakstabilan cerun dan tanah runtuh yang dicetuskan oleh hujan lebat.
4. Amaran Pantas: Menyampaikan maklumat amaran dengan lancar kepada pihak berkuasa tempatan dan komuniti untuk mendapatkan masa yang berharga bagi pemindahan.

2. Komponen Sistem dan Aplikasi Teknologi

Bagi menangani keperluan ini, Himachal Pradesh telah bekerjasama dengan Suruhanjaya Air Pusat (CWC) dan Jabatan Meteorologi India (IMD) untuk menggunakan FFWS termaju di kawasan tadahan air berisiko tinggi (contohnya, lembangan Sutlej dan Beas).

1. Tolok Hujan Automatik (ARG)

• Fungsi: Sebagai unit penderiaan paling hadapan dan asas, ARG bertanggungjawab untuk mengumpul data paling kritikal: keamatan hujan dan hujan terkumpul. Ini merupakan faktor pemacu langsung di sebalik pembentukan banjir kilat.
• Ciri-ciri Teknikal: Menggunakan mekanisme tipping bucket, ia menjana isyarat untuk setiap 0.5mm atau 1mm hujan, menghantar data dalam masa nyata ke pusat kawalan melalui GSM/GPRS atau komunikasi satelit. Ia digunakan secara strategik di bahagian atas, tengah dan bawah kawasan tadahan air untuk membentuk rangkaian pemantauan yang padat, menangkap kebolehubahan ruang hujan.
• Peranan: Menyediakan data input untuk pengiraan model. Apabila ARG merekodkan keamatan hujan melebihi ambang yang telah ditetapkan (cth., 20 mm sejam), sistem akan mencetuskan amaran awal secara automatik.

2. Meter Aliran/Paras Radar Tanpa Sentuh (Sensor Paras Air Radar)

• Fungsi: Dipasang pada jambatan atau struktur tepi tebing, ia mengukur jarak ke permukaan sungai tanpa sentuhan, sekali gus mengira paras air masa nyata. Ia memberikan amaran langsung apabila paras air melebihi tanda bahaya.
• Ciri-ciri Teknikal:
  • Kelebihan: Tidak seperti sensor berasaskan sentuhan tradisional, sensor radar tidak terjejas oleh impak daripada sedimen dan serpihan yang dibawa oleh air banjir, memerlukan penyelenggaraan minimum dan menawarkan kebolehpercayaan yang tinggi.
  • Aplikasi Data: Data paras air masa nyata, digabungkan dengan data hujan di hulu, digunakan untuk menentukur dan mengesahkan model hidrologi. Dengan menganalisis kadar kenaikan paras air, sistem ini boleh meramalkan puncak banjir dan masa ketibaannya dengan lebih tepat untuk kawasan hilir.
• Peranan: Memberikan bukti muktamad bahawa banjir sedang berlaku. Ia adalah penting untuk mengesahkan ramalan hujan dan mencetuskan tindak balas kecemasan.

3. Sensor Sesaran/Retakan (Meter Retakan & Inclinometer)

• Fungsi: Pantau cerun yang berisiko tanah runtuh atau aliran serpihan untuk anjakan dan ubah bentuk. Ia dipasang pada badan tanah runtuh yang diketahui atau cerun berisiko tinggi.
• Ciri-ciri Teknikal: Sensor ini mengukur pelebaran retakan permukaan (meter retakan) atau pergerakan tanah bawah permukaan (inklinometer). Apabila kadar anjakan melebihi ambang selamat, ia menunjukkan penurunan pesat dalam kestabilan cerun dan kebarangkalian tinggi berlakunya gelongsoran besar di bawah hujan berterusan.
• Peranan: Menyediakan penilaian bebas terhadap risiko bahaya geologi. Walaupun hujan tidak mencapai tahap amaran banjir, sensor anjakan yang dicetuskan akan mencetuskan amaran tanah runtuh/aliran serpihan untuk kawasan tertentu, berfungsi sebagai tambahan penting kepada amaran banjir tulen.

Integrasi & Aliran Kerja Sistem:
Data daripada ARG, sensor radar dan sensor anjakan berkumpul di platform amaran pusat. Model bahaya hidrologi dan geologi terbina dalam menjalankan analisis bersepadu:

1. Data hujan dimasukkan ke dalam model untuk meramalkan potensi isipadu larian dan paras air.
2. Data paras air radar masa nyata dibandingkan dengan ramalan untuk pembetulan dan peningkatan ketepatan model secara berterusan.
3. Data anjakan berfungsi sebagai penunjuk selari untuk membuat keputusan.
   Sebaik sahaja sebarang kombinasi data melebihi ambang berbilang peringkat yang telah ditetapkan (Nasihat, Awas, Amaran), sistem akan menyebarkan amaran secara automatik kepada pegawai tempatan, pasukan tindak balas kecemasan dan pemimpin komuniti melalui SMS, aplikasi mudah alih dan siren.

3. Hasil dan Impak

• Peningkatan Masa Pendahuluan: Sistem ini telah meningkatkan masa pendahuluan amaran kritikal daripada hampir sifar kepada 1-3 jam, menjadikan pemindahan kampung berisiko tinggi boleh dilaksanakan.
• Mengurangkan Kehilangan Nyawa: Semasa beberapa kejadian hujan lebat dalam beberapa tahun kebelakangan ini, Himachal Pradesh telah berjaya melaksanakan pelbagai pemindahan awal, dengan berkesan mencegah kecederaan besar. Contohnya, dalam monsun 2022, daerah Mandi telah memindahkan lebih 2,000 orang berdasarkan amaran; tiada nyawa terkorban dalam banjir kilat berikutnya.
• Pembuatan Keputusan Berasaskan Data: Mengubah paradigma daripada pergantungan pada pertimbangan pengalaman kepada pengurusan bencana yang saintifik dan objektif.
• Kesedaran Awam yang Dipertingkatkan: Kehadiran sistem dan kejayaan contoh amaran telah meningkatkan kesedaran dan kepercayaan komuniti dengan ketara terhadap maklumat amaran awal.

4. Cabaran dan Hala Tuju Masa Depan

• Penyelenggaraan dan Kos: Sensor yang digunakan dalam persekitaran yang keras memerlukan penyelenggaraan berkala bagi memastikan kesinambungan dan ketepatan data, sekali gus menimbulkan cabaran berterusan kepada kapasiti kewangan dan teknikal tempatan.
• Komunikasi “Peringkat Akhir”: Memastikan mesej amaran sampai kepada setiap individu di setiap kampung terpencil, terutamanya warga emas dan kanak-kanak, memerlukan penambahbaikan selanjutnya (contohnya, bergantung pada radio, loceng komuniti atau gong sebagai sandaran).
• Pengoptimuman Model: Geografi India yang kompleks memerlukan pengumpulan data berterusan untuk menyetempatkan dan mengoptimumkan model ramalan untuk ketepatan yang lebih baik.
• Kuasa dan Ketersambungan: Bekalan kuasa yang stabil dan liputan rangkaian selular di kawasan terpencil masih bermasalah. Sesetengah stesen bergantung pada kuasa solar dan komunikasi satelit, yang lebih mahal.

Hala Tuju Masa Depan: India merancang untuk mengintegrasikan lebih banyak teknologi, seperti radar cuaca untuk penyampaian hujan yang lebih tepat, menggunakan Kecerdasan Buatan (AI) dan Pembelajaran Mesin untuk menganalisis data sejarah bagi algoritma amaran yang dioptimumkan dan mengembangkan lagi liputan sistem ke negeri-negeri lain yang mudah dilanda banjir kilat.

Kesimpulan

Sistem amaran banjir kilat di Himachal Pradesh, India, merupakan model untuk negara membangun yang menggunakan teknologi moden untuk memerangi bencana alam. Dengan mengintegrasikan tolok hujan automatik, meter aliran radar dan sensor anjakan, sistem ini mewujudkan rangkaian pemantauan berbilang lapisan dari "langit ke tanah", yang membolehkan anjakan paradigma daripada tindak balas pasif kepada amaran aktif untuk banjir kilat dan bahaya sekundernya. Walaupun terdapat cabaran, nilai sistem ini yang terbukti dalam melindungi nyawa dan harta benda menawarkan model yang berjaya dan boleh direplikasi untuk rantau serupa di seluruh dunia.

Set lengkap pelayan dan modul tanpa wayar perisian, menyokong RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

Untuk maklumat lanjut tentang sensor,

sila hubungi Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

Laman web syarikat:www.hondetechco.com

Tel: +86-15210548582