Đặc điểm mùa mưa và nhu cầu giám sát lượng mưa
Mưa mận (Meiyu) là một hiện tượng mưa đặc biệt hình thành trong quá trình gió mùa hè Đông Á tiến về phía bắc, chủ yếu ảnh hưởng đến lưu vực sông Dương Tử của Trung Quốc, đảo Honshu của Nhật Bản và Hàn Quốc. Theo tiêu chuẩn quốc gia của Trung Quốc “Các chỉ số giám sát Meiyu” (GB/T 33671-2017), các vùng mưa mận của Trung Quốc có thể được chia thành ba vùng: Giang Nam (I), Trung-Hạ lưu sông Dương Tử (II) và Giang Hoài (III), mỗi vùng có ngày bắt đầu riêng biệt—khu vực Giang Nam thường bắt đầu mùa mưa Meiyu đầu tiên vào ngày 9 tháng 6, tiếp theo là Trung-Hạ lưu sông Dương Tử vào ngày 14 tháng 6 và Giang Hoài vào ngày 23 tháng 6. Sự thay đổi theo không gian và thời gian này tạo ra nhu cầu giám sát lượng mưa liên tục, rộng rãi, mang lại cơ hội ứng dụng rộng rãi cho các thiết bị đo lượng mưa.
Mùa mưa mận năm 2025 cho thấy xu hướng xuất hiện sớm—khu vực Giang Nam và Trung-Hạ lưu sông Dương Tử bắt đầu vào mùa mưa Meiyu từ ngày 7 tháng 6 (sớm hơn bình thường từ 2-7 ngày), trong khi khu vực Giang Hoài bắt đầu vào ngày 19 tháng 6 (sớm hơn 4 ngày). Những đợt mưa đến sớm này làm tăng tính cấp bách của công tác phòng chống lũ lụt. Mưa mận có đặc điểm là thời gian kéo dài, cường độ cao và phạm vi bao phủ rộng—ví dụ, lượng mưa Trung-Hạ lưu sông Dương Tử năm 2024 vượt quá mức trung bình lịch sử hơn 50%, một số khu vực bị "Mieyu dữ dội" gây ra lũ lụt nghiêm trọng. Trong bối cảnh này, việc theo dõi lượng mưa chính xác trở thành nền tảng cho việc ra quyết định kiểm soát lũ lụt.
Việc quan trắc lượng mưa thủ công truyền thống có những hạn chế đáng kể: tần suất đo thấp (thường 1-2 lần mỗi ngày), truyền dữ liệu chậm và không thể ghi nhận lượng mưa lớn trong thời gian ngắn. Các máy đo mưa tự động hiện đại sử dụng nguyên lý gầu lật hoặc cân cho phép theo dõi từng phút, thậm chí từng giây, với khả năng truyền dữ liệu không dây theo thời gian thực, cải thiện đáng kể tính kịp thời và độ chính xác. Ví dụ, hệ thống máy đo mưa gầu lật tại Hồ chứa nước Tam Đức, Vĩnh Khang, Chiết Giang tải dữ liệu trực tiếp lên các nền tảng thủy văn của tỉnh, giúp việc theo dõi lượng mưa trở nên "thuận tiện và hiệu quả".
Những thách thức kỹ thuật chính bao gồm: duy trì độ chính xác trong điều kiện mưa cực đoan (ví dụ: 660 mm trong 3 ngày tại thị trấn Thái Bình, Hồ Bắc vào năm 2025 - tức là 1/3 lượng mưa hàng năm); độ tin cậy của thiết bị trong môi trường ẩm ướt; và vị trí đặt trạm đo đại diện trên địa hình phức tạp. Các máy đo mưa hiện đại giải quyết những vấn đề này bằng vật liệu chống ăn mòn bằng thép không gỉ, hệ thống dự phòng hai gầu lật và năng lượng mặt trời. Các mạng lưới dày đặc hỗ trợ IoT như hệ thống "Đê Kỹ thuật số" của Chiết Giang cập nhật dữ liệu lượng mưa cứ sau 5 phút từ 11 trạm.
Đáng chú ý, biến đổi khí hậu đang làm gia tăng các hiện tượng cực đoan ở Meiyu - lượng mưa Meiyu năm 2020 cao hơn mức trung bình 120% (cao nhất kể từ năm 1961), đòi hỏi các thiết bị đo mưa có phạm vi đo rộng hơn, khả năng chống va đập và truyền tải đáng tin cậy. Dữ liệu Meiyu cũng hỗ trợ nghiên cứu khí hậu, cung cấp thông tin cho các chiến lược thích ứng dài hạn.
Ứng dụng sáng tạo tại Trung Quốc
Trung Quốc đã phát triển các hệ thống giám sát lượng mưa toàn diện từ các quan sát thủ công truyền thống đến các giải pháp IoT thông minh, với các máy đo lượng mưa phát triển thành các nút quan trọng của mạng lưới thủy văn thông minh.
Mạng lưới kiểm soát lũ lụt kỹ thuật số
Hệ thống "Đê Kỹ thuật số" của huyện Tú Châu là một ví dụ điển hình về các ứng dụng hiện đại. Tích hợp máy đo mưa với các cảm biến thủy văn khác, hệ thống này tải dữ liệu lên nền tảng quản lý cứ sau 5 phút. "Trước đây, chúng tôi đo lượng mưa thủ công bằng ống đo chia độ - không hiệu quả và nguy hiểm vào ban đêm. Giờ đây, các ứng dụng di động cung cấp dữ liệu theo thời gian thực trên toàn lưu vực", ông Giang Kiến Minh, Phó Giám đốc Phòng Nông nghiệp thị trấn Vương Điếm, cho biết. Điều này cho phép nhân viên tập trung vào các biện pháp chủ động như kiểm tra đê, cải thiện hiệu quả ứng phó lũ lụt hơn 50%.
Tại thành phố Đồng Hương, hệ thống “Kiểm soát ngập úng thông minh” kết hợp dữ liệu từ 34 trạm đo từ xa với dự báo mực nước 72 giờ do AI hỗ trợ. Trong mùa mưa Meiyu năm 2024, hệ thống đã đưa ra 23 báo cáo lượng mưa, 5 cảnh báo lũ và 2 cảnh báo lưu lượng đỉnh lũ, chứng minh vai trò then chốt của thủy văn như “tai mắt” trong công tác kiểm soát lũ lụt. Dữ liệu đo mưa từng phút bổ sung cho các quan sát radar/vệ tinh, tạo thành một khuôn khổ giám sát đa chiều.
Hồ chứa và ứng dụng nông nghiệp
Trong quản lý tài nguyên nước, hồ chứa nước Sanduxi của Vĩnh Khang sử dụng đồng hồ đo tự động tại 8 nhánh kênh cùng với các phép đo thủ công để tối ưu hóa việc tưới tiêu. "Việc kết hợp các phương pháp đảm bảo phân bổ nước hợp lý đồng thời cải thiện việc tự động hóa giám sát", quản lý Lou Qinghua giải thích. Dữ liệu mưa trực tiếp cung cấp thông tin cho việc lập lịch trình tưới tiêu và phân phối nước.
Trong cơn bão Meiyu năm 2025, Viện Khoa học Nước Hồ Bắc đã sử dụng hệ thống dự báo lũ lụt thời gian thực, tích hợp dự báo thời tiết 24/72 giờ với dữ liệu hồ chứa. Hệ thống này kích hoạt 26 mô phỏng bão và hỗ trợ 5 cuộc họp khẩn cấp, độ tin cậy của hệ thống phụ thuộc vào các phép đo mưa chính xác của máy đo mưa.
Tiến bộ công nghệ
Máy đo mưa hiện đại kết hợp một số cải tiến quan trọng:
- Đo lường kết hợp: Kết hợp nguyên tắc thùng lật và cân để duy trì độ chính xác ở nhiều cường độ (0,1-300mm/h), giải quyết vấn đề lượng mưa thay đổi của Meiyu.
- Thiết kế tự làm sạch: Cảm biến siêu âm và lớp phủ kỵ nước ngăn ngừa sự tích tụ của mảnh vụn - rất quan trọng trong những trận mưa lớn ở Meiyu. Oki Electric của Nhật Bản báo cáo rằng hệ thống này giúp giảm 90% chi phí bảo trì.
- Điện toán biên: Xử lý dữ liệu trên thiết bị lọc nhiễu và xác định các sự kiện cực đoan tại địa phương, đảm bảo độ tin cậy ngay cả khi mạng bị gián đoạn.
- Tích hợp đa tham số: Các trạm tổng hợp của Hàn Quốc đo lượng mưa cùng với độ ẩm/nhiệt độ, cải thiện dự đoán lở đất liên quan đến Meiyu.
Thách thức và định hướng tương lai
Mặc dù đã có tiến bộ, nhưng vẫn còn tồn tại những hạn chế:
- Điều kiện khắc nghiệt: "Mê Ngọc dữ dội" năm 2024 ở An Huy đã làm quá tải công suất 300mm/h của một số máy đo
- Tích hợp dữ liệu: Các hệ thống khác nhau cản trở việc dự báo lũ lụt xuyên vùng
- Phạm vi phủ sóng nông thôn: Các vùng núi xa xôi thiếu các điểm giám sát đầy đủ
Các giải pháp mới nổi bao gồm:
- Thiết bị đo lưu động được triển khai bằng máy bay không người lái: MWR của Trung Quốc đã thử nghiệm các thiết bị đo lưu động được mang theo bằng UAV để triển khai nhanh chóng trong trận lũ năm 2025
- Xác minh Blockchain: Các dự án thí điểm tại Chiết Giang đảm bảo tính bất biến của dữ liệu cho các quyết định quan trọng
- Dự báo hỗ trợ bởi AI: Mô hình mới của Thượng Hải giúp giảm 40% báo động giả thông qua máy học
Với biến đổi khí hậu làm tăng cường sự biến đổi của Meiyu, các máy đo thế hệ tiếp theo sẽ yêu cầu:
- Độ bền được cải thiện (chống nước IP68, hoạt động ở nhiệt độ -30°C~70°C)
- Phạm vi đo rộng hơn (0~500mm/h)
- Tích hợp chặt chẽ hơn với mạng IoT/5G
Như Giám đốc Jiang đã lưu ý: “Những gì bắt đầu từ phép đo lượng mưa đơn giản đã trở thành nền tảng cho quản lý nước thông minh”. Từ kiểm soát lũ lụt đến nghiên cứu khí hậu, máy đo lượng mưa vẫn là công cụ không thể thiếu để phục hồi ở các vùng mưa nhiều.
Vui lòng liên hệ với Công ty TNHH Công nghệ Honde.
Email: info@hondetech.com
Trang web của công ty:www.hondetechco.com
Điện thoại: +86-15210548582
Thời gian đăng: 25-06-2025