1. Bối cảnh và thách thức của dự án
Seoul, Hàn Quốc, một đô thị hiện đại bậc nhất, đang đối mặt với những thách thức nghiêm trọng về tình trạng ngập úng đô thị. Hệ thống không gian ngầm rộng lớn (tàu điện ngầm, trung tâm mua sắm ngầm), mật độ dân cư cao và các tài sản có giá trị lớn khiến thành phố cực kỳ dễ bị tổn thương trước nguy cơ lũ lụt do mưa lớn. Các thiết bị giám sát mực nước và vận tốc dòng chảy truyền thống dựa trên tiếp xúc (ví dụ: cảm biến áp suất, đồng hồ đo lưu lượng kiểu cánh quạt cơ học) rất dễ bị tắc nghẽn do mảnh vụn, trầm tích và ăn mòn trong đường ống thoát nước thải và nước mưa. Điều này dẫn đến mất dữ liệu, giảm độ chính xác và chi phí bảo trì cao.
Chính quyền thành phố cần gấp một giải pháp giám sát dữ liệu thủy văn theo thời gian thực, chính xác và ít tốn công bảo trì tại các điểm thoát nước quan trọng (ví dụ: cống, đập, sông) để cung cấp dữ liệu đầu vào đáng tin cậy cho các mô hình lũ lụt đô thị, cho phép đưa ra cảnh báo sớm chính xác và phối hợp ứng phó khẩn cấp một cách khoa học.
2. Giải pháp: Cảm biến lưu lượng radar tích hợp
Dự án đã chọn cảm biến lưu lượng radar tích hợp không tiếp xúc làm thiết bị giám sát cốt lõi, được triển khai tại các đập tràn quan trọng trên các con sông đô thị, cống thoát nước chính và các cửa xả nước thải hỗn hợp (CSO).
- Nguyên lý kỹ thuật:
- Đo mực nước: Một thiết bị đo mực nước bằng radar trên cảm biến phát ra các xung vi sóng hướng về mặt nước và thu nhận tín hiệu phản hồi. Chiều cao mực nước được tính toán chính xác dựa trên sự chênh lệch thời gian.
- Đo vận tốc dòng chảy: Cảm biến sử dụng nguyên lý radar Doppler, phát ra sóng vi ba ở một tần số cụ thể hướng về mặt nước. Vận tốc bề mặt của dòng chảy được tính toán bằng cách đo sự thay đổi tần số của tín hiệu phản hồi (hiệu ứng Doppler).
- Tính toán lưu lượng: Các thuật toán tích hợp sử dụng mực nước và vận tốc bề mặt đo được theo thời gian thực, kết hợp với các thông số mặt cắt ngang kênh được nhập trước (ví dụ: chiều rộng kênh, độ dốc, hệ số Manning), để tự động tính toán lưu lượng tức thời và tổng thể tích dòng chảy theo thời gian thực.
3. Triển khai ứng dụng
- Vị trí lắp đặt: Các cảm biến được lắp đặt dưới cầu hoặc trên các cột chuyên dụng, hướng thẳng đứng xuống mặt nước mà không tiếp xúc vật lý, tránh va chạm với các mảnh vụn nổi và tắc nghẽn.
- Thu thập và truyền dữ liệu: Các cảm biến hoạt động 24/7, thu thập dữ liệu về mực nước, vận tốc và lưu lượng mỗi phút. Dữ liệu được truyền theo thời gian thực đến nền tảng đám mây Quản lý Nước Thông minh của Seoul thông qua mạng 4G/5G.
- Tích hợp hệ thống và cảnh báo sớm:
- Nền tảng đám mây tích hợp dữ liệu từ tất cả các điểm giám sát và liên kết chúng với dữ liệu dự báo lượng mưa từ radar của cơ quan khí tượng.
- Khi lưu lượng hoặc mực nước tại bất kỳ điểm giám sát nào tăng nhanh và vượt quá ngưỡng đã được thiết lập trước, hệ thống sẽ tự động kích hoạt cảnh báo ngập úng.
- Thông tin cảnh báo được hiển thị theo thời gian thực trên bản đồ "bản sao kỹ thuật số" tại trung tâm chỉ huy khẩn cấp của thành phố, xác định chính xác các khu vực có nguy cơ cao.
- Phản ứng phối hợp: Dựa trên các cảnh báo, trung tâm chỉ huy có thể chủ động thực hiện các biện pháp phản ứng:
- Phát cảnh báo công khai: Gửi thông báo 避险 (bì xiǎn -避险) cho cư dân ở các khu vực bị ảnh hưởng thông qua ứng dụng di động và mạng xã hội.
- Kích hoạt hệ thống thoát nước: Kích hoạt từ xa hoặc tăng công suất các trạm bơm ở hạ lưu để chủ động tạo thêm công suất trong mạng lưới thoát nước.
- Quản lý giao thông: Chỉ đạo các cơ quan quản lý giao thông thực hiện việc tạm thời đóng cửa các đường hầm và đường phố thấp.
4. Ưu điểm kỹ thuật tích hợp
- Đo không tiếp xúc, không cần bảo trì: Giải quyết hoàn toàn những nhược điểm của cảm biến tiếp xúc như dễ bị tắc nghẽn và hư hỏng, giảm đáng kể chi phí vận hành và rủi ro mất dữ liệu. Lý tưởng cho nước thải đô thị và nước mưa có hàm lượng chất thải cao.
- Độ chính xác và độ tin cậy cao: Phép đo bằng radar không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ nước, chất lượng nước hoặc hàm lượng trầm tích, cung cấp dữ liệu ổn định và đáng tin cậy ngay cả trong thời kỳ dòng chảy mạnh nhất của bão.
- Hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết: Không bị ảnh hưởng bởi ánh sáng hoặc điều kiện thời tiết (ví dụ: mưa lớn, trời tối), có khả năng thu thập đầy đủ dữ liệu thủy văn trong suốt một sự kiện bão.
- Tích hợp ba trong một, đa chức năng: Một thiết bị duy nhất thay thế các thiết bị đo mực nước, đo vận tốc dòng chảy và đo lưu lượng riêng biệt truyền thống, đơn giản hóa cấu trúc hệ thống và giảm chi phí mua sắm và lắp đặt.
5. Kết quả dự án
Việc triển khai hệ thống này đã chuyển đổi công tác quản lý lũ lụt của Seoul từ mô hình “phản ứng thụ động” sang mô hình “dự báo chủ động và phòng ngừa chính xác”.
- Cải thiện tính kịp thời của cảnh báo: Cung cấp thời gian cảnh báo sớm từ 30 phút đến 1 giờ, rất quan trọng cho việc ứng phó khẩn cấp.
- Giảm thiểu thiệt hại kinh tế: Sự phối hợp hiệu quả và các cảnh báo kịp thời đã giảm thiểu đáng kể thiệt hại kinh tế lớn do ngập lụt các không gian ngầm và gián đoạn giao thông.
- Tối ưu hóa đầu tư cơ sở hạ tầng: Việc tích lũy dữ liệu lưu lượng chính xác trong thời gian dài đã cung cấp cơ sở khoa học cho việc nâng cấp, cải tạo và quy hoạch mạng lưới thoát nước đô thị, giúp các quyết định đầu tư hiệu quả và hợp lý hơn.
- Tăng cường cảm giác an toàn cho công chúng: Thông tin cảnh báo minh bạch đã nâng cao niềm tin của công chúng vào khả năng xử lý các hiện tượng thời tiết cực đoan của chính phủ.
- Trọn bộ máy chủ và mô-đun phần mềm không dây, hỗ trợ RS485 GPRS /4G/WIFI/LORA/LORAWAN.
Để biết thêm về cảm biến lưu lượng radar thông tin,
Vui lòng liên hệ Công ty TNHH Công nghệ Honde.
Email: info@hondetech.com
Trang web công ty:www.hondetechco.com
Điện thoại: +86-15210548582
Thời gian đăng bài: 11/09/2025