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

Abstrak

India ialah sebuah negara yang sering dilanda banjir kilat, terutamanya di kawasan Himalaya di utara dan timur laut. Kaedah pengurusan bencana tradisional, selalunya tertumpu kepada tindak balas pasca bencana, telah mengakibatkan korban yang besar dan kerugian ekonomi. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, kerajaan India telah bersungguh-sungguh mempromosikan penggunaan penyelesaian berteknologi tinggi untuk amaran awal banjir kilat. Kajian kes ini, memfokuskan 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 penderia anjakan.

1. Latar Belakang dan Keperluan Projek

Topografi Himachal Pradesh dicirikan oleh pergunungan yang curam dan lembah yang dalam, dengan rangkaian sungai yang padat. Semasa musim tengkujuh (Jun-September), ia sangat terdedah kepada hujan jangka pendek, intensiti 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, bertindak sebagai panggilan bangun yang kritikal. Rangkaian tolok hujan tradisional adalah jarang dan penghantaran data ketinggalan, tidak dapat memenuhi keperluan untuk pemantauan yang tepat dan amaran pantas mengenai hujan lebat yang sangat setempat secara tiba-tiba.

Keperluan Teras:

1. Pemantauan Masa Nyata: Pengumpulan data minit hujan dan paras air sungai di kawasan tadahan air terpencil yang tidak boleh diakses.
2. Ramalan Tepat: Wujudkan model larian hujan yang boleh dipercayai untuk meramalkan masa ketibaan dan skala puncak banjir.
3. Penilaian Risiko Bahaya Geologi: Nilaikan 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 membeli masa yang berharga untuk pemindahan.

2. Komponen Sistem dan Aplikasi Teknologi

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

1. Tolok Hujan Automatik (ARG)

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

2. Meter Aliran/Paras Radar Tidak Bersentuhan (Penderia Aras Air Radar)

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

3. Penderia Anjakan/Retak (Meter Retak & 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 Teknikal: Penderia ini mengukur pelebaran rekahan permukaan (meter retak) atau pergerakan tanah bawah permukaan (inklinometer). Apabila kadar anjakan melebihi ambang selamat, ia menunjukkan penurunan pesat dalam kestabilan cerun dan kebarangkalian tinggi untuk gelongsor utama di bawah hujan yang berterusan.
• Peranan: Menyediakan penilaian bebas tentang risiko bahaya geologi. Walaupun hujan tidak mencapai tahap amaran banjir, sensor anjakan yang dicetuskan akan menggesa amaran aliran tanah runtuh/serpihan untuk kawasan tertentu, berfungsi sebagai tambahan penting kepada amaran banjir tulen.

Penyepaduan Sistem & Aliran Kerja:
Data daripada ARG, penderia radar dan penderia anjakan bertumpu pada platform amaran pusat. Model bahaya hidrologi dan geologi terbina dalam melaksanakan analisis bersepadu:

1. Data hujan dimasukkan ke dalam model untuk meramalkan potensi volum larian dan paras air.
2. Data paras air radar masa nyata dibandingkan dengan ramalan untuk terus membetulkan dan meningkatkan ketepatan model.
3. Data anjakan berfungsi sebagai penunjuk selari untuk membuat keputusan.
   Sebaik sahaja mana-mana gabungan data melebihi ambang berbilang peringkat pratetap (Nasihat, Tonton, Amaran), sistem secara automatik menyebarkan makluman kepada pegawai tempatan, pasukan tindak balas kecemasan dan ketua komuniti melalui SMS, apl mudah alih dan siren.

3. Hasil dan Kesan

• Peningkatan Masa Pendahuluan: Sistem ini telah meningkatkan masa utama amaran kritikal daripada hampir sifar kepada 1-3 jam, menjadikan pemindahan perkampungan berisiko tinggi dapat dilaksanakan.
• Mengurangkan Kehilangan Nyawa: Semasa beberapa kejadian hujan lebat dalam beberapa tahun kebelakangan ini, Himachal Pradesh telah berjaya melaksanakan beberapa pemindahan awal, dengan berkesan menghalang kemalangan jiwa besar. Sebagai contoh, dalam monsun 2022, daerah Mandi memindahkan lebih 2,000 orang berdasarkan amaran; tiada nyawa terkorban dalam banjir kilat berikutnya.
• Pembuatan Keputusan Berdasarkan Data: Mengalih paradigma daripada bergantung pada pertimbangan pengalaman kepada pengurusan bencana yang saintifik dan objektif.
• Kesedaran Awam yang Dipertingkatkan: Kehadiran sistem dan contoh amaran yang berjaya telah meningkatkan kesedaran dan kepercayaan masyarakat dengan ketara terhadap maklumat amaran awal.

4. Cabaran dan Hala Tuju Masa Depan

• Penyelenggaraan dan Kos: Penderia yang digunakan dalam persekitaran yang keras memerlukan penyelenggaraan tetap untuk memastikan kesinambungan dan ketepatan data, menimbulkan cabaran berterusan kepada kapasiti kewangan dan teknikal tempatan.
• Komunikasi “Last Mile”: Memastikan mesej amaran sampai kepada setiap individu di setiap kampung terpencil, terutamanya warga emas dan kanak-kanak, memerlukan penambahbaikan lanjut (cth, 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 dipertingkatkan.
• Kuasa dan Ketersambungan: Bekalan kuasa yang stabil dan liputan rangkaian selular di kawasan terpencil kekal bermasalah. Sesetengah stesen bergantung pada kuasa solar dan komunikasi satelit, yang lebih mahal.

Hala Tuju Masa Hadapan: India merancang untuk menyepadukan lebih banyak teknologi, seperti radar cuaca untuk taburan hujan yang lebih tepat, menggunakan Kecerdasan Buatan (AI) dan Pembelajaran Mesin untuk menganalisis data sejarah untuk algoritma amaran yang dioptimumkan, dan mengembangkan lagi liputan sistem ke negeri lain yang terdedah kepada banjir kilat.

Kesimpulan

Sistem amaran banjir kilat di Himachal Pradesh, India, adalah model untuk negara membangun menggunakan teknologi moden untuk memerangi bencana alam. Dengan menyepadukan tolok hujan automatik, meter aliran radar dan penderia anjakan, sistem ini mencipta rangkaian pemantauan berbilang lapisan dari "langit ke bumi," membolehkan peralihan paradigma daripada tindak balas pasif kepada amaran aktif untuk banjir kilat dan bahaya sekundernya. Walaupun menghadapi cabaran, nilai terbukti sistem ini dalam melindungi nyawa dan harta benda menawarkan model yang berjaya dan boleh ditiru untuk wilayah yang serupa di seluruh dunia.

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

Untuk lebih banyak maklumat penderia,

sila hubungi Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

Laman web syarikat:www.hondetechco.com

Tel: +86-15210548582