坎贝尔科学系统监测河流水位
坎贝尔科学系统监测河流水位
坎贝尔科学系统监测河流水位
坎贝尔科学数据记录仪,压力传感器,电池,太阳能充电系统,和蜂窝数字调制解调器
斯古基尔河gage内部网站。该网站显示了24小时和7天的水文曲线。右边是已识别的阶段警报。出于演示目的,右上方的Lvl X警报级别低于实际,以显示活动状态。
图中显示的是位于该站第二个网页上的影响声明,解释了在先前洪水事件和现场基础设施背景下的警报级别。这为应急反应人员和决策者提供了援助。
斯库尔基尔河Twitter站点的示例截图

洪水是全世界造成死亡的第一大自然原因,在20世纪造成了680万人死亡。*今天,由于人口增长的加速和土地使用模式的改变,人类更容易受到洪水的影响。*好消息是,我们测量水位和实时交流这些值的能力从未像现在这样好。本案例研究讨论了一个Campbell Scientific系统,该系统监测河流水位,并通过电子邮件、Twitter和网页向决策者发送警报。

斯库尔基尔河长约130英里,位于宾夕法尼亚州中部和东部,排水面积为2000平方英里。在它与特拉华河在费城汇合的上游约25英里处,是蒙哥马利县的上普罗维登斯镇。除了沿河的多用途步道屡获殊荣外,在重大风暴事件期间,与大多数社区一样,房产(住宅和商业)也会受到洪水的影响。在该系统设计之前,距离上普罗维登斯最近的斯库尔基尔河自动测量站位于potttstown上游(约15英里)和Norristown下游(约10英里)。在这两个刻度之间有超过600平方英里的流域。

在了解了这段河流的洪水历史后,乡镇官员认为有必要在当地建立一个自动测量站,提供实时信息和河流当前水位的更新。当资金到位后,消防部门和应急管理办公室与Distinctive AFWS Designs合作设计并建造了一个满足他们需求的消防站。经过多次关于系统设计选项的讨论,我们得出的结论是,最有效的设计将是一个带有内置网页和通知系统的计量站。

该测量站由Campbell Scientific CR6数据记录仪、CS451潜水压力传感器、35 Ah 12 Vdc电池和20 W太阳能充电系统以及RavenXT蜂窝数字调制解调器组成。水位每10秒测量一次,数据记录仪记录1分钟和5分钟的平均值(以减弱表面湍流)。记录的数据被用来填充站点的内部网页。该网页返回当前读数、长期趋势和警报状态,以帮助决策。

水文曲线使用5分钟平均值,River;Last Reading值返回最近的1分钟平均值。河流的状态(上升、下降或稳定)是通过比较最后3个5分钟的平均变化来确定的。

一旦水位达到设定的警报阈值,数据记录仪就会向应急响应人员和政府官员发送特定水位的电子邮件和文本通知。电子邮件/文本组列表由应急管理人员在其电子邮件服务器上(不在计量站中)维护。作为确保正常运作的一种方式,每天中午,我们会向选定的个人发送一份与心跳有关的电子邮件。还可以发送与维护相关的通知,如电池电量不足或入侵。

该站网页的第二页包括与测量和报告的水位有关的影响声明。影响的高程是在对沿河的主要危险点进行专业调查后确定的,并与将在水位计上测量的水位相关。

这两个网页都是为应急反应人员和政府官员准备的。然而,最近的极端洪水事件表明,社交媒体是告知公众危险情况的重要媒体。因此,一个Twitter帐户(www.twitter.com/fwg_Schuylkill),它被配置为每小时发送有关当前河流水位的tweet,以及在达到警报阈值时发送tweet。

2016年7月,Twitter页面开放,任何人都可以关注它。在未来,标签的使用将嵌入适当的推文,以更好地让关注者保持知情。我们仍在与Twitter开发人员合作,通过使用物联网平台(Internet of Things)来改善自动发推的体验和信息呈现。

还有其他潜在的用途和应用,可以通过社会媒体直接向公众提供计量站信息。驱动力之一,在这种特殊情况下(和潜在的世界各地的许多人)是建立一个网络或基础设施相关的额外成本得到的数据测量站传统洪水警报基站计算机系统和持续的维护工作和这些网络和系统的成本。该系统的设计者认为,对于拥有可靠手机覆盖的小城市或社区来说,这种通用方法是一个很好的选择。然而,这种解决方案也可以适用于卫星或无扩频许可的无线电。

*Doocy S, Daniels A, Murray S, Kirsch TD。洪水对人类的影响:1980-2009年事件的历史回顾和系统文献综述。2013年4月16日。版本1。doi: 10.1371 / currents.dis.f4deb457904936b07c09daa98ee8171a。

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案例研究总结

应用程序

测量洪水状况并通过社交媒体发布预警

位置

宾夕法尼亚州蒙哥马利县上普罗维登斯镇

产品使用

CR6 CS451 RAVENXTV

参与组织

上普罗维登斯镇

测量参数

水位

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