HỆ THỐNG QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN TỰ ĐỘNG BAO GỒM NHỮNG THIẾT BỊ NÀO?

Quan trắc khí tượng thủy văn là việc làm vô cùng quan trọng và cấp thiết. Đặc biệt là khi biến đổi khí hậu đang diễn ra với tốc độ ngày một nhanh.

Sự biến đổi về các yếu tố khí hậu đã và đang gây ảnh hưởng rất lớn đến đời sống con người nói riêng và hệ sinh thái nói chung. Việc thu thập các giá trị về biến đổi khí tượng thủy văn, để đưa ra các cảnh báo và các phương án đối phó việc biến đổi khí hậu, là vô cùng cần thiết cho các cơ quan quản lý về môi trường. Vậy để có thể thành lập trạm quan trắc cần những thiết bị gì?. Xây lắp như thế nào?. Thu thập số liệu ra sao?. Là những vấn đề sẽ được chúng ta làm sáng tỏ trong bài viết này.

1. Các thiết bị đo khí tượng:

Xác định yếu tố về khí tượng luôn đóng vài trò quan trọng trong quan trắc khí tượng thủy văn. Các yếu tố về khí tượng bao gồm:

- Cảm biến đo gió: Dùng để đo vận tốc gió và hướng gió. Hiện nay có 2 loại chính là: cảm biến cánh quạt (Wind tracker) và cảm biền siêu âm (Wind Ultrasonic). Thường sẽ được lắp vị trí cao nhất trong trụ tháp.

Hình 1. Sensor đo gió.

- Cảm biến đo nhiệt độ, áp suất, độ ẩm và bức xạ: Tất cả yếu tố này thường sẽ được tính hợp chung vào 1 sensor. Cần được lắp ở vị trí thoáng, tiếp xúc tốt với môi trường để cho kết quả tốt nhất. Thường sẽ được lắp ở vị trí giữa trụ tháp.

Hình 2. Sensor đo nhiệt độ, độ ẩm, áp suất và bức xạ nhiệt.

- Cảm biến đo mưa: Thường được lắp riêng ở khu vự thông thoáng, nơi có thể nhận được tối đa lượng nước mưa.

Hình 3. Sensor đo mưa liên tục.

2. Các thiết bị đo thủy văn:

Thiết bị đo thủy văn được biết đến là cảm biến đo triều và dòng chảy.Dùng để xác định các giá trị về triều, hướng dòng chảy và vận tốc dòng chảy.Có 2 loại chính:

- Thiết bị sử dụng radar:

+ Ưu điểm: Lắp đặt đơn giản, dễ bảo quản và bảo trì sản phẩm. Giá thành rẻ. Phù hợp lắp các cảng biển phục vụ công tác kiểm tra thủy triều.

+ Nhược điểm: Độ chính xác không cao, không tính được lưu lượng dòng chảy.

Hình 4. Thiết bị sử dụng radar.

- Thiết bị sử dụng cảm biến áp suất (hay còn gọi thiết bị ADCP):

+ Ưu điểm: Dữ liệu thu được có độ chính xác cao do sử dụng hiệu ứng doppler. Xác định được lưu lượng dòng chảy trong khu vực. Phù hợp lắp đặt để quan trắc các yếu tố dòng chảy trên sông, hồ, hoặc hệ thống phao quan trắc trên biển.

+ Nhược điểm: Lắp đặt phức tạp, khó bảo quản và bảo trì, chi phí lắp đặt lớn.

Hình 5. Thiết bị sử dụng cảm biến áp suất (hay còn gọi thiết bị ADCP).

3. Bộ thu tín hiệu:

Bộ thu tín hiệu hay còn gọi là Datalogger. Có chức năng thu thập, lưu trữ hiển thị và truyền số liệu về máy chủ trung tâm.

Hình 6. Bộ thu tín hiệu Datalogger.

- Tín hiệu từ các cảm biến sẽ được chuyển về bộ thu tín hiệu bằng cáp kết nối. Sau đó dữ liệu sẽ được chuyển về máy tính trung tâm bằng các phương pháp như: Trực tiếp thông qua cổng Seria, Lan hoặc có thể qua 3G.

- Toàn bộ các cảm biến và bộ datalogger có thể sử dụng nguồn điện trực tiếp từ điện lưới, tấm NLMT hoặc ắc quy.

- Dữ liệu sẽ được cập nhật liên tục hoặc phân kỳ tùy theo người dùng cài đặt.

4. Phần mềm cấu hình và hiển thị số liệu:

Phần mềm cấu hình và hiển thị số liệu dùng để cấu hình trạng thái hoạt động của trạm. Hiển thị các giá trị thu thập cho máy tính trung tâm. Dữ liệu có thể hiển thị dưới dạng số hoặc hoặc dưới dạng biểu đồ.

Đặc biệt, phần mềm còn có chức năng cảnh báo khi các yếu tố vượt quá giới hạn người dùng cài đặt.