Integrierter Radar-Durchflusssensor im Frühwarnsystem für städtische Überschwemmungen und Wasseransammlungen in Seoul

1. Projekthintergrund & Herausforderung

Seoul, eine hochmoderne Metropole in Südkorea, steht vor großen Herausforderungen durch städtische Überschwemmungen. Die weitläufigen unterirdischen Anlagen (U-Bahnen, unterirdische Einkaufszentren), die hohe Bevölkerungsdichte und die wertvollen Infrastrukturen machen die Stadt extrem anfällig für Überschwemmungsrisiken durch Starkregen. Herkömmliche, kontaktbasierte Messgeräte zur Erfassung von Wasserstand und Fließgeschwindigkeit (z. B. Druckmessumformer, mechanische Propellerzähler) sind sehr anfällig für Verstopfungen durch Ablagerungen, Sedimente und Korrosion in Abwasser- und Regenwasserleitungen sowie Entwässerungskanälen. Dies führt zu Datenverlust, Genauigkeitsverlusten und hohen Wartungskosten.

Die städtischen Behörden benötigten dringend eine Lösung für die Echtzeit-, genaue und wartungsarme Überwachung hydrologischer Daten an wichtigen Entwässerungspunkten (z. B. Durchlässen, Wehren, Flüssen), um zuverlässige Eingangsdaten für städtische Hochwassermodelle zu liefern und so präzise Frühwarnungen und eine wissenschaftliche Koordinierung der Notfallmaßnahmen zu ermöglichen.

2. Die Lösung: Integrierter Radar-Durchflusssensor

Im Rahmen des Projekts wurde der berührungslose integrierte Radar-Durchflusssensor als zentrales Überwachungsgerät ausgewählt und an kritischen Wehren an städtischen Flüssen, Hauptentwässerungsrohren und Mischwasserüberläufen (CSO) eingesetzt.

• Technisches Prinzip:
  • Wasserstandsmessung: Ein Radar-Wasserstandsmesser auf dem Sensor sendet Mikrowellenimpulse zur Wasseroberfläche und empfängt das Echo. Die Wasserstandshöhe wird anhand der Laufzeitdifferenz präzise berechnet.
  • Strömungsgeschwindigkeitsmessung: Der Sensor nutzt das Doppler-Radar-Prinzip und sendet Mikrowellen einer bestimmten Frequenz auf die Wasseroberfläche. Die Oberflächenströmungsgeschwindigkeit wird durch Messung der Frequenzänderung des zurückkehrenden Signals (Dopplerverschiebung) berechnet.
  • Durchflussberechnung: Eingebaute Algorithmen verwenden den in Echtzeit gemessenen Wasserstand und die Oberflächengeschwindigkeit in Kombination mit zuvor eingegebenen Kanalquerschnittsparametern (z. B. Kanalbreite, Gefälle, Manning-Koeffizient), um automatisch den momentanen Durchfluss und das gesamte Durchflussvolumen in Echtzeit zu berechnen.

3. Anwendungsimplementierung

1. Installation vor Ort: Die Sensoren wurden unter Brücken oder auf eigens dafür vorgesehenen Masten installiert und senkrecht auf die Wasseroberfläche ausgerichtet, ohne physischen Kontakt, um Störungen durch Treibgut und Verstopfungen zu vermeiden.
2. Datenerfassung und -übertragung: Die Sensoren arbeiten rund um die Uhr und erfassen minütlich Daten zu Wasserstand, Fließgeschwindigkeit und Durchfluss. Die Daten werden in Echtzeit über 4G/5G-Netze an die Cloud-Plattform für intelligentes Wassermanagement in Seoul übertragen.
3. Systemintegration und Frühwarnung:
   • Die Cloud-Plattform integriert Daten von allen Messpunkten und verknüpft sie mit Niederschlagsvorhersagedaten des Radars der meteorologischen Behörde.
   • Wenn die Durchflussrate oder der Wasserstand an einem beliebigen Messpunkt rapide ansteigt und voreingestellte Schwellenwerte überschreitet, löst das System automatisch eine Warnung vor Überschwemmung aus.
   • Warnmeldungen werden in Echtzeit auf einer digitalen Zwillingskarte im Notfallzentrum der Stadt angezeigt, wobei Hochrisikogebiete genau gekennzeichnet werden.
4. Koordinierte Reaktion: Basierend auf den Warnmeldungen kann die Kommandozentrale proaktiv Maßnahmen ergreifen:
   • Öffentliche Warnungen ausgeben: Senden Sie 避险 (bì xiǎn -避险) Benachrichtigungen an die Bewohner in den betroffenen Gebieten über mobile Apps und soziale Medien.
   • Aktivierung der Entwässerungsanlagen: Durch die Fernaktivierung oder Erhöhung der Leistung nachgelagerter Pumpstationen kann präventiv Kapazität im Entwässerungsnetz geschaffen werden.
   • Verkehrsmanagement: Weisen Sie die Verkehrsbehörden an, vorübergehende Sperrungen von Unterführungen und tiefliegenden Straßen durchzuführen.

4. Verkörperte technische Vorteile

• Berührungslose Messung, wartungsfrei: Behebt die Probleme herkömmlicher Kontaktsensoren hinsichtlich Verstopfung und Beschädigung und reduziert Betriebskosten sowie Datenverlustrisiken erheblich. Ideal für städtisches Abwasser und Regenwasser mit hohem Feststoffanteil.
• Hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit: Die Radarmessung ist unempfindlich gegenüber Wassertemperatur, Wasserqualität und Sedimentgehalt und liefert somit auch bei Starkregen stabile und zuverlässige Daten.
• Betrieb bei jedem Wetter: Unempfindlich gegenüber Licht- und Wetterbedingungen (z. B. starker Regen, Dunkelheit), in der Lage, während eines gesamten Sturmereignisses vollständige hydrologische Daten zu erfassen.
• Drei-in-Eins-Integration, Mehrzweck: Ein einziges Gerät ersetzt herkömmliche separate Wasserstandsmesser, Durchflussmesser und Durchflussmesser, vereinfacht die Systemarchitektur und reduziert die Beschaffungs- und Installationskosten.

5. Projektergebnisse

Die Einführung dieses Systems wandelte das Hochwassermanagement in Seoul von einem „passiven Reaktionsmodell“ hin zu einer „aktiven Vorhersage und präzisen Prävention“.

• Verbesserte Warnzeit: Gewährte eine entscheidende Vorwarnzeit von 30 Minuten bis 1 Stunde für die Notfallreaktion.
• Geringere wirtschaftliche Verluste: Durch effektive Koordination und Warnungen konnten größere wirtschaftliche Verluste durch überflutete unterirdische Räume und Verkehrsbehinderungen deutlich minimiert werden.
• Optimierte Infrastrukturinvestitionen: Die Sammlung langfristiger, genauer Durchflussdaten lieferte eine wissenschaftliche Grundlage für die Modernisierung, Sanierung und Planung des städtischen Entwässerungsnetzes und machte Investitionsentscheidungen effizienter und besser begründet.
• Gesteigertes Sicherheitsgefühl in der Bevölkerung: Transparente Warninformationen erhöhten das Vertrauen der Öffentlichkeit in die Fähigkeit der Regierung, mit extremen Wetterereignissen umzugehen.
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• Komplettes Server- und Software-Funkmodul, unterstützt RS485, GPRS, 4G, WLAN, LoRa und LoRaWAN

  Für weitere Radar-Durchflusssensoren Information,

  Bitte wenden Sie sich an Honde Technology Co., LTD.

  Email: info@hondetech.com

  Unternehmenswebsite:www.hondetechco.com

  Tel.: +86-15210548582