プロジェクトの背景
熱帯モンスーン気候を特徴とする東南アジアは、毎年雨季に深刻な洪水の脅威に直面しています。代表的な国の一つである「チャオプラヤー川流域」を例に挙げると、この流域は国内で最も人口密度が高く、経済的に発展した首都とその周辺地域を流れています。歴史的に、突然の集中豪雨、上流の山岳地帯からの急速な流出、そして都市部の浸水が複雑に絡み合うため、従来の手作業による経験に基づく水文モニタリング手法では不十分であり、警報の時期尚早な発令、甚大な物的損害、さらには死傷者の発生につながることがしばしばありました。
こうした事後対応的なアプローチから転換するため、国家水資源局は国際的なパートナーと協力し、「チャオプラヤー川流域における統合洪水監視・早期警報システム」プロジェクトを立ち上げました。その目標は、IoT、センサー技術、データ分析を活用した、リアルタイムで正確かつ効率的な近代的な洪水制御システムを構築することでした。
コア技術とセンサーアプリケーション
このシステムはさまざまな高度なセンサーを統合し、知覚層の「目と耳」を形成します。
1. 転倒マス式雨量計 – 洪水発生源の「最前線の監視役」
- 配備場所: 上流の山岳地帯、森林保護区、中規模貯水池、都市周辺の重要な集水域に広く配備されています。
- 機能と役割:
- リアルタイム降雨量モニタリング：0.1mmの精度で毎分降雨量データを収集し、GPRS/4G/衛星通信を介して中央制御センターにリアルタイムで送信します。
- 暴風雨警報: 雨量計が短期間に極めて強い降雨量 (1 時間に 50 mm を超えるなど) を記録すると、システムは自動的に初期警報を発し、その地域で鉄砲水や急速な流出が発生するリスクがあることを示します。
- データ融合: 降雨データは、河川への流出量や洪水ピークの到達時間を予測するために使用される水文学モデルにとって最も重要な入力パラメータの 1 つです。
2. レーダー流量計 – 川の「脈拍モニター」
- 配備場所: すべての主要河川、主要な支流の合流点、貯水池の下流、都市の入口にある重要な橋や塔に設置されます。
- 機能と役割:
- 非接触速度測定: レーダー波反射原理を使用して、水質や堆積物の含有量に影響を受けず、表面水の速度を正確に測定し、メンテナンスの必要性が低くなります。
- 水位・断面積測定：内蔵の圧力水位センサーまたは超音波水位計と組み合わせることで、リアルタイムの水位データを取得します。また、あらかじめロードされている河道断面積データを用いて、リアルタイムの流量（m³/s）を算出します。
- コア警報表示：流量は洪水の規模を判断する最も直接的な指標です。レーダーメーターで監視された流量が事前に設定された警報または危険閾値を超えると、システムは様々なレベルで警報を発し、下流への避難に不可欠な時間を稼ぎます。
3. 変位センサ – インフラの「安全の守護者」
- 配備場所: 地質工学的災害が発生しやすい重要な堤防、堤防ダム、斜面、川岸。
- 機能と役割:
- 構造健全性モニタリング: GNSS (全地球航法衛星システム) 変位センサーと設置傾斜計を使用して、堤防や斜面のミリメートルレベルの変位、沈下、傾きを継続的に監視します。
- ダム/決壊破損警報：洪水時には、水位の上昇により水理構造物に大きな圧力がかかります。変位センサーは、構造物の不安定性の兆候を早期かつ微妙に検知できます。変位の変化率が急激に加速した場合、システムは直ちに構造安全警報を発し、工学的欠陥による壊滅的な洪水を防ぎます。
システムワークフローと達成された成果
- データの取得と転送: 流域全体の数百のセンサー ノードが 5 ～ 10 分ごとにデータを収集し、IoT ネットワーク経由でパケットでクラウド データ センターに転送します。
- データ融合とモデル分析：中央プラットフォームは、雨量計、レーダー流量計、変位センサーなどから複数のソースからデータを受信・統合します。これらのデータは、校正済みの水文気象水力結合モデルに入力され、リアルタイムの洪水シミュレーションと予測に活用されます。
- インテリジェントな早期警告と意思決定支援:
- シナリオ1：上流山岳の雨量計が激しい暴風雨を検知。モデルは3時間以内に警報水位を超える洪水ピークがA町に到達すると即座に予測。システムはA町の防災担当部署に自動的に警報を発令する。
- シナリオ2：B市を流れる河川に設置されたレーダー流量計が、1時間以内に流量が急激に増加し、水位が堤防を越えそうになっていることを示しています。システムは赤色警報を発令し、モバイルアプリ、ソーシャルメディア、緊急放送を通じて河川沿いの住民に緊急避難指示を発令します。
- シナリオ3：C地点の古い堤防に設置された変位センサーが異常な動きを検知し、システムが決壊の危険性を警告します。指令センターは直ちに補強工事チームを派遣し、危険区域の住民を事前に避難させることができます。
- アプリケーションの結果:
- 警報のリードタイムの延長: 従来の方法と比較して、洪水警報のリードタイムは 2 ～ 4 時間から 6 ～ 12 時間に短縮されました。
- 意思決定の科学的厳密性の強化: リアルタイム データに基づく科学的モデルが経験に基づく曖昧な判断に取って代わり、貯水池の操作や洪水転流区域の有効化などの意思決定がより正確になりました。
- 損失の軽減: システム導入後の最初の洪水シーズンでは、2 つの大きな洪水をうまく管理し、直接的な経済的損失を約 30% 軽減し、死傷者ゼロを達成したと推定されます。
- 市民の関与の向上: 公共のモバイル アプリケーションを通じて、市民は近隣地域の降雨量や水位情報をリアルタイムで確認できるため、市民の防災意識が向上します。
課題と将来の展望
- 課題: 初期システム投資額が高い、遠隔地での通信ネットワークのカバー範囲に問題が残る、長期的なセンサーの安定性と破壊行為への耐性には継続的なメンテナンスが必要。
- 今後の展望：計画には、予測精度をさらに向上させるための AI アルゴリズムの導入、監視範囲を拡大するための衛星リモートセンシング データの統合、都市計画や農業用水利用システムとのより深い連携の検討による、より回復力のある「スマート流域」管理フレームワークの構築などが含まれます。
まとめ：
このケーススタディは、転倒桝式雨量計（発生源の検知）、レーダー流量計（プロセスの監視）、変位センサー（インフラの保全）の相乗的な運用によって、「空」から「地」、「発生源」から「構造物」に至るまで、包括的かつ多次元的な洪水監視・早期警報システムを構築する方法を示しています。これは、東南アジアにおける治水技術の近代化の方向性を示すだけでなく、同様の河川流域における世界の洪水管理にとって貴重な実践経験を提供するものでもあります。
サーバーとソフトウェアワイヤレスモジュールの完全なセット、RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWANをサポート
本出テクノロジー株式会社までお問い合わせください。
Email: info@hondetech.com
企業ウェブサイト:www.hondetechco.com
電話: +86-15210548582
投稿日時: 2025年9月29日