23 Quan trắc ngập lụt tự động bằng công nghệ MEMS mới nhất

Nhóm tác giả ở Trung tâm Nghiên cứu Triển khai Khu Công nghệ cao TPHCM (SHTP LABS) đã nghiên cứu, chế tạo thiết bị trên nền tảng công nghệ vi cơ điện tử (MEMS), có thể quan trắc tình trạng ngập lụt trên đường phố và trên sông.

Đây cũng là sản phẩm của đề tài “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và triển khai lắp đặt thiết bị quan trắc ngập tại các điểm thường xuyên ngập nặng thuộc đô thị sáng tạo kết nối công nghệ đô thị thông minh TPHCM” vừa đoạt giải Nhì Hội thi Sáng tạo Khoa học kỹ thuật TPHCM lần thứ 26 .
Theo ông Nguyễn Tuấn Khoa, Chủ nhiệm đề tài, hiện nay, công việc giám sát ngập tại TPHCM phần lớn vẫn được thực hiện thủ công do còn ít các điểm lắp đặt trạm quan trắc. Khi có mưa, lũ, triều cường, nhân viên đo phải túc trực tại các điểm ngập, ghi chép thời gian bắt đầu, kết thúc ngập, đo mực nước ngập sâu nhất trên đường phố,… Công việc này tốn nhiều kinh phí, không an toàn và chưa mang lại hiệu quả cao. Ngoài ra, thông tin về ngập phải chờ báo cáo của nhân viên về trung tâm, nên công tác chống ngập triển khai chậm, ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt của người dân.

Cảm biến áp suất đo mực nước do SHTPLABS sản xuất. Ảnh: NNC
Thiết bị quan trắc ngập gồm các thành phần như bộ cảm biến (đo mực nước, nhiệt độ, độ ẩm); bộ thu nhận và truyền dữ liệu; pin mặt trời; camera; … Trong đó, thiết bị sử dụng cảm biến áp suất đo mực nước PS50-SHTPLABS do SHTPLABS nghiên cứu, sản xuất. Một số cảm biến khác được nhập khẩu. Thiết bị quan trắc được thiết kế linh hoạt, quản lý đồng thời nhiều cảm biến đo. Các thông số cảm biến đo mực nước đáp ứng sai số đo < ± 2cm và các tiêu chuẩn của lĩnh vực khí tượng thủy văn;… Đặc biệt, thiết bị có khả năng chống sét, cảnh báo chống trộm.
Khi đường phố sắp bị ngập, mực nước trong hố ga tăng lên, làm cho mực nước trong giếng đo cũng tăng theo. Khi đường phố bắt đầu ngập, mực nước trong hố ga và mực nước trong giếng đo có độ cao bằng độ cao mực nước tại 1/3 mặt đường và tiếp tục tăng lên đồng bộ, khiến áp suất trong dây dẫn tăng lên. Thông qua cảm biến áp suất, sẽ xác định được mực nước trong giếng đo. Các hình ảnh hiện trạng, số liệu đo được cập nhật tự động, liên tục gửi về trang web được thiết lập.
t

Thiết bị quan trắc ngập được lắp đặt tại Q 2, TPHCM Ảnh: NNC
Đối với trạm đo mực nước sông, sử dụng ống bẫy hơi bằng inox có gắn dây silicon (có ống nhựa bảo vệ) đặt ở vị trí cố định. Khi mực nước trên sông thay đổi (lên, xuống), áp suất trên dây dẫn cũng thay đổi. Qua cảm biến áp suất, xác định được sự thay đổi độ cao mực nước.
Hiện thiết bị đã được lắp đặt tại một số vị trí ngập nặng ở TPHCM như quận 2, quận 9, Thủ Đức. Thiết bị quan trắc mực nước trên sông được lắp đặt tại trạm Thủy văn Thủ Dầu Một (Bình Dương). Kết quả cho thấy, thiết bị hoạt động liên tục và ổn định, đạt tiêu chuẩn kỹ thuật của ngành khí tượng thủy văn. Các thông số kỹ thuật và số liệu quan trắc đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng chuyên ngành.
Hiện nhóm tác giả đã làm chủ được công nghệ và quy trình thiết kế, chế tạo thiết bị quan trắc môi trường theo tiêu chuẩn khí tượng thủy văn, nên có thể cung cấp thiết bị với giá thành thấp hơn (khoảng ½) so với các thiết bị nhập ngoại có cùng tính năng.