Il Sud-est asiatico, caratterizzato da un clima tropicale da foresta pluviale, frequenti monsoni e terreni montuosi, è una delle regioni più soggette a disastri alluvionali in montagna a livello globale. Il tradizionale monitoraggio puntuale delle precipitazioni non è più sufficiente per le moderne esigenze di allerta precoce. Pertanto, è fondamentale istituire un sistema integrato di monitoraggio e allerta che combini tecnologie spaziali, celesti e terrestri. Il cuore di tale sistema comprende: sensori radar idrologici (per il monitoraggio macroscopico delle precipitazioni), pluviometri (per una calibrazione precisa a livello del suolo) e sensori di spostamento (per il monitoraggio delle condizioni geologiche in loco).
Il seguente caso applicativo completo illustra come questi tre tipi di sensori lavorano insieme.
I. Caso di applicazione: Progetto di allerta precoce per inondazioni e frane in montagna in un bacino idrografico dell'isola di Giava, Indonesia
1. Contesto del progetto:
I villaggi montuosi dell'isola di Giava centrale sono costantemente colpiti da forti piogge monsoniche, che causano frequenti inondazioni e frane, minacciando gravemente la vita, le proprietà e le infrastrutture dei residenti. Il governo locale, in collaborazione con organizzazioni internazionali, ha implementato un progetto completo di monitoraggio e allerta in un tipico piccolo bacino idrografico della regione.
2. Configurazione e ruoli dei sensori:
- “Sky Eye” — Sensori radar idrologici (monitoraggio spaziale)
- Ruolo: previsione delle tendenze macroscopiche e stima delle precipitazioni areali nei bacini idrografici.
- Dispiegamento: una rete di piccoli radar idrologici in banda X o C è stata dispiegata nei punti più elevati attorno al bacino idrografico. Questi radar scansionano l'atmosfera sull'intero bacino idrografico con un'elevata risoluzione spazio-temporale (ad esempio, ogni 5 minuti, su una griglia di 500 m × 500 m), stimando l'intensità delle precipitazioni, la direzione e la velocità del movimento.
- Applicazione:
- Il radar rileva un'intensa nube di pioggia in movimento verso il bacino idrografico a monte e calcola che coprirà l'intero bacino entro 60 minuti, con un'intensità media areale stimata superiore a 40 mm/h. Il sistema emette automaticamente un avviso di Livello 1 (Avviso), avvisando le stazioni di monitoraggio a terra e il personale di gestione per prepararsi alla verifica dei dati e alla risposta alle emergenze.
- I dati radar forniscono una mappa della distribuzione delle precipitazioni nell'intero bacino idrografico, identificando con precisione le aree "hotspot" con le precipitazioni più intense, che costituiscono un input fondamentale per successivi avvisi precisi.
- “Riferimento al suolo” — Pluviometri (monitoraggio preciso e puntuale)
- Ruolo: raccolta di dati di base e calibrazione dei dati radar.
- Distribuzione: decine di pluviometri a bascula sono stati distribuiti lungo il bacino idrografico, in particolare a monte dei villaggi, a diverse altitudini e in aree "hotspot" identificate tramite radar. Questi sensori registrano le precipitazioni effettive a livello del suolo con elevata precisione (ad esempio, 0,2 mm/punta).
- Applicazione:
- Quando il radar idrologico emette un avviso, il sistema recupera immediatamente i dati in tempo reale dai pluviometri. Se più pluviometri confermano che la pioggia cumulata nell'ultima ora ha superato i 50 mm (soglia preimpostata), il sistema eleva l'avviso al Livello 2 (Attenzione).
- I dati del pluviometro vengono trasmessi costantemente al sistema centrale per il confronto e la calibrazione con le stime radar, migliorando costantemente l'accuratezza dell'inversione radar delle precipitazioni e riducendo falsi allarmi e mancate rilevazioni. Fungono da "base di riferimento" per la convalida degli avvisi radar.
- “Impulso della Terra” — Sensori di spostamento (monitoraggio della risposta geologica)
- Ruolo: monitorare la risposta effettiva del pendio alle precipitazioni e segnalare direttamente eventuali frane.
- Distribuzione: una serie di sensori di spostamento sono stati installati sui corpi franosi ad alto rischio identificati attraverso rilievi geologici all'interno del bacino idrografico, tra cui:
- Inclinometri da foro: installati nei fori di trivellazione per monitorare piccoli spostamenti di rocce e terreni nel sottosuolo profondo.
- Fessometri/estensimetri a filo: installati sulle crepe superficiali per monitorare le variazioni nella larghezza delle crepe.
- Stazioni di monitoraggio GNSS (Global Navigation Satellite System): monitorano gli spostamenti della superficie a livello millimetrico.
- Applicazione:
- Durante le forti precipitazioni, i pluviometri confermano un'elevata intensità di precipitazione. In questa fase, i sensori di spostamento forniscono l'informazione più critica: la stabilità del pendio.
- Il sistema rileva un'improvvisa accelerazione dei tassi di spostamento rilevati da un inclinometro profondo su un pendio ad alto rischio, accompagnata da letture di continuo allargamento da parte dei fessurimetri superficiali. Ciò indica che l'acqua piovana si è infiltrata nel pendio, si sta formando una superficie di scivolamento e una frana è imminente.
- Sulla base di questi dati sugli spostamenti in tempo reale, il sistema ignora gli avvisi basati sulle precipitazioni ed emette direttamente un'allerta di livello 3 (allerta di emergenza) di altissimo livello, avvisando i residenti nella zona di pericolo tramite trasmissioni, SMS e sirene di evacuare immediatamente.
II. Flusso di lavoro collaborativo dei sensori
- Fase di allerta precoce (dalla fase pre-pioggia a quella iniziale): il radar idrologico rileva prima le nubi con precipitazioni intense a monte, fornendo un allarme precoce.
- Fase di conferma e di escalation (durante le precipitazioni): i pluviometri confermano che le precipitazioni a livello del suolo superano le soglie, specificando e localizzando il livello di allerta.
- Fase di azione critica (pre-disastro): i sensori di spostamento rilevano segnali diretti di instabilità del pendio, attivando l'allerta di disastro imminente di livello più alto, guadagnando gli ultimi minuti critici per l'evacuazione.
- Calibrazione e apprendimento (durante tutto il processo): i dati del pluviometro calibrano continuamente il radar, mentre tutti i dati dei sensori vengono registrati per ottimizzare i futuri modelli di allerta e le soglie.
III. Riepilogo e sfide
Questo approccio integrato multisensore fornisce un solido supporto tecnico per affrontare le inondazioni e le frane nelle zone montuose del Sud-est asiatico.
- Il radar idrologico risponde alla domanda: "Dove si verificheranno forti piogge?", fornendo un anticipo temporale.
- I pluviometri rispondono alla domanda: "Quanta pioggia è caduta effettivamente?" fornendo dati quantitativi precisi.
- I sensori di spostamento rispondono alla domanda: "Il terreno sta per franare?", fornendo prove dirette di un disastro imminente.
Le sfide includono:
- Costi elevati: l'implementazione e la manutenzione di reti radar e di sensori ad alta densità sono costose.
- Difficoltà di manutenzione: nelle zone remote, umide e montuose, garantire l'alimentazione elettrica (che spesso si basa sull'energia solare), la trasmissione dei dati (che spesso utilizza radiofrequenze o satelliti) e la manutenzione fisica delle apparecchiature rappresenta una sfida significativa.
- Integrazione tecnica: sono necessarie piattaforme dati e algoritmi potenti per integrare dati provenienti da più fonti e consentire un processo decisionale rapido e automatizzato.
- Set completo di server e software modulo wireless, supporta RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWANcontattare Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Sito web aziendale:www.hondetechco.com
Tel: +86-15210548582
Data di pubblicazione: 19-09-2025