Powodzie stanowią globalne wyzwanie związane ze środowiskiem i bezpieczeństwem. Zwłaszcza podczas ekstremalnych zjawisk pogodowych rzeki, jeziora i miejskie systemy kanalizacji mogą szybko gromadzić wodę, stwarzając poważne zagrożenie dla infrastruktury i bezpieczeństwa ludzi. Tradycyjne pomiary ręczne oraz pomiary z wykorzystaniem pływaków mają następujące wady: niska dokładność, słaba wydajność w czasie rzeczywistym oraz wysokie koszty pracy, przez co nie spełniają one współczesnych wymagań w zakresie monitorowania powodzi i reagowania w sytuacjach kryzysowych.

Dlaczego monitorowanie powodzi jest konieczne?

Kluczowe wskaźniki	Potencjalne zagrożenia
Gwałtowny wzrost poziomu wody	Rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń, szkody ekologiczne
Najwyższe poziomy wody podczas powodzi	Zalanie gruntów rolnych lub terenów miejskich
Nieznane procesy związane z burzami i powodziami	Opóźniona reakcja służb ratowniczych
Pogorszenie jakości wody	Zagrożenia związane z bezpieczeństwem wody pitnej

Metody tradycyjne (takie jak wodomierze słupkowe i pływakowe na brzegach rzek) nie może dostarczać ciągłych danych w czasie rzeczywistym i często podlegają wpływowi warunków pogodowych, co powoduje duże błędy pomiarowe.

Czym jest tradycyjny monitoring powodziowy?

W dziedzinie tradycyjnego monitorowania powodzi stosuje się głównie dwie klasyczne metody. Jedna z nich polega na instalowaniu wodomierzy na brzegach zbiorników wodnych lub na obiektach hydrotechnicznych. Obserwatorzy dokonują ręcznych odczytów o określonych porach każdego dnia, np. o godz. 8:00 i 20:00, a w sezonie powodziowym nawet częściej, aby określić poziom wody. Metoda ta jest prosta w obsłudze, a odczyty są intuicyjne. Jednak nieuchronnie wiąże się ona z błędami wynikającymi z ręcznego odczytu i jest bardzo podatna na zakłócenia ze strony otoczenia obserwacyjnego, takie jak zła pogoda i słabe oświetlenie. Jednocześnie nie pozwala ona na monitorowanie w czasie rzeczywistym dynamicznych zmian poziomu wody, ani na gromadzenie informacji o jakości wody.

Drugą metodą jest pomiar prędkości przepływu poprzez umieszczenie boi na powierzchni rzeki. Zazwyczaj wybiera się odcinek rzeki o stabilnym przepływie i prostym korycie. Wcześniej mierzy się stałą odległość. Po umieszczeniu boi dokładnie rejestruje się czas, w jakim boja pokonuje tę odległość, a następnie oblicza się prędkość przepływu boi. Następnie na podstawie zależności empirycznych szacuje się średnią prędkość przepływu w korycie rzeki. Jednak w praktyce czynniki takie jak siła wiatru i różnice w typach boi mogą znacząco wpływać na dokładność pomiaru. Podobnie jak w przypadku metody monitorowania za pomocą wodomierzy, trudno jest skutecznie monitorować jakość wody.

Przegląd rozwiązania firmy Kacise do monitorowania powodzi

Kacise zapewnia zintegrowany system monitorowania powodzi oparty na pomiar poziomu wody w czasie rzeczywistym + pomiar jakości wody + bezprzewodowa transmisja danych + inteligentne powiadomienia, nadające się do stosowania w różnych środowiskach, takich jak zbiorniki wodne, rzeki i miejskie systemy kanalizacyjne.

Tabela porównawcza głównych produktów

Kategoria produktu	Model / Seria	Główna funkcja	Typowe parametry techniczne
Czujnik poziomu wody	Ultradźwiękowy czujnik poziomu wody KUS550	Bezkontaktowy pomiar ciągły poziomu wody	Zakres: 0,15–3 m (możliwość dostosowania do 5 m) Dokładność: ≤1%FS Rozdzielczość: 0,1 mm Stopień ochrony IP: IP68
Radarowy miernik poziomu	Radar z falą przewodzoną / 80 GHz	Wysokoprecyzyjne monitorowanie poziomu wody na dużych odległościach	Szeroki zasięg, wysoka odporność na zakłócenia, obsługa komunikacji bezprzewodowej
Czujnik jakości wody	Wieloparametrowy czujnik jakości wody działający w trybie online	Mierzy stężenie zanieczyszczeń, zmętnienie itp.	Obsługuje wyjście RS485 / 4–20 mA
Inteligentna brama	Bezprzewodowy terminal do gromadzenia i przesyłania danych	Koordynacja monitorowania z wykorzystaniem wielu czujników	Opcje LTE, NB-IoT, LoRaWAN
Platforma powiadomień i oprogramowania	Pulpit nawigacyjny działający w czasie rzeczywistym	Monitorowanie trendów poziomu wody online i zarządzanie alarmami	Wyświetlanie w chmurze i mobilne powiadomienia push

Ultradźwiękowy czujnik wody:

Ultradźwiękowy czujnik poziomu wody działa w oparciu o właściwości propagacji fal ultradźwiękowych w powietrzu. Wysyła on impulsy ultradźwiękowe w kierunku powierzchni wody. Po odbiciu się impulsów od powierzchni wody są one odbierane przez czujnik. Dzięki połączeniu różnicy czasu między wysłaniem a odebraniem impulsów z prędkością propagacji fal ultradźwiękowych można dokładnie obliczyć odległość od czujnika do powierzchni wody, a następnie uzyskać wysokość poziomu wody.

Radarowy czujnik poziomu wody:

Zasada działania radarowego czujnika poziomu wody jest podobna do zasady działania czujnika ultradźwiękowego. Urządzenie mierzy poziom wody poprzez nadawanie i odbieranie fal elektromagnetycznych. Nadawane fale elektromagnetyczne odbijają się od powierzchni wody, a poziom wody jest obliczany na podstawie czasu propagacji i prędkości fal.

Ten miernik poziomu wody charakteryzuje się wysoką dokładnością i szerokim zakresem pomiarowym, nie ma na niego wpływu pogoda ani jakość wody, a ponadto może dostosować się do złożonych warunków otoczenia. Urządzenie obsługuje zasilanie z paneli słonecznych, co pozwala na efektywne wykorzystanie czystej energii, i może normalnie funkcjonować nawet w odległych obszarach pozbawionych dostępu do sieci energetycznej. Ponadto można go wyposażyć w bezprzewodowy rejestrator danych, co umożliwia przesyłanie danych dotyczących poziomu wody w czasie rzeczywistym do zdalnego centrum monitoringu lub powiązanych platform za pośrednictwem sygnałów bezprzewodowych. W dziedzinie projektów związanych z gospodarką wodną oraz monitorowaniem oceanów odpowiedni personel może zdalnie i w czasie rzeczywistym uzyskiwać dane dotyczące poziomu wody, co stanowi silne wsparcie dla planowania projektów i podejmowania decyzji.

Czujnik jakości wody: 

Czujnik jakości wody jest bardzo wydajny i umożliwia monitorowanie zmian jakości wody w czasie rzeczywistym. Pozwala on na monitorowanie stężeń zanieczyszczeń, stanowiąc podstawę do zapobiegania i kontroli zanieczyszczeń związanych z powodziami, a także umożliwia śledzenie zmian jakości wody, co pomaga w późniejszej rekultywacji i odbudowie. Jeśli chodzi o zapewnienie bezpieczeństwa wody pitnej, czujnik ściśle monitoruje jakość wody w źródłach, niezwłocznie ostrzega o nieprawidłowościach oraz wykrywa wskaźniki awaryjnego zaopatrzenia w wodę, aby zapobiegać rozprzestrzenianiu się chorób. Jednocześnie może oceniać wpływ na środowisko ekologiczne, ostrzegać przed eutrofizacją wody oraz wspierać proces podejmowania decyzji dotyczących ochrony przeciwpowodziowej.

Czujnik ten obsługuje zasilanie z paneli słonecznych, działa stabilnie oraz pozwala obniżyć koszty okablowania i ograniczyć trudności związane z konserwacją. Można go wyposażyć w bezprzewodowy moduł gromadzący dane, który umożliwia szybkie przesyłanie danych dotyczących jakości wody do systemu zarządzania, ułatwiając organom ds. ochrony środowiska i gospodarki wodnej szybkie uzyskanie informacji o stanie jakości wody oraz podjęcie skutecznych działań zarządczych i ochronnych.

Przypadki

Produkty powiązane

Źródło

• Wprowadzenie do parametrów jakości wody – gromadzenie danych