Στη γη μας, όλα τα ζωντανα όντα εξαρτονται από το νερό. Εάν κάτι μπορεί να ονομαστεί δύναμη της ζωής, είναι η ατμόσφαιρα που αναπνέουμε και μας βοηθά να παράγουμε φαγητό, να πίνουμε και να παραμένουμε υγιείς. Τα φυτά και τα ζώα δεν θα μπορούσαν να λειτουργούν, απόλυτα να μην μπορούν να επιβιώσουν χωρίς νερό. Μερικές φορές, ωστόσο, θα έχετε προβλήματα λόγω της αύξησης του νερού. Αν υπάρχει πολύ νερό σε ένα ποταμό, μπορεί να ξεχύσει και να πλημμύρισει σπίτια, κτίρια ή δρόμους. Για αυτό οι επιστήμονες μετρούν πόσο νερό υπάρχει σε ένα ποταμό ή άλλο μέρος με ειδικά εργαλεία που ονομάζονται Αισθητήρες Βάθους Νερού. Μπορούν να βοηθήσουν στην εγγύηση της ανθρώπινης ασφάλειας, για παράδειγμα με το μέτρημα του νερού.
Ένας αισθητήρας επιπέδου νερού είναι ένα μοναδικό εργαλείο που βοηθεί να καθοριστεί η ποσότητα νερού που υπάρχει σε οποιοδήποτε ποταμό, λίμνη ή άλλο σώμα υγρού. Είναι τόσο σημαντικός για μας, καθώς βοηθά επιστήμονες και μηχανικούς σε μια αξιόλογη δείγμα ανακάλυψης της πραγματικής ποσότητας νερού, που εξασφαλίζει την ασφάλεια από τα πλημμύρες στις κοινότητες. Αυτοί οι αισθητήρες είναι εξαιρετικά ακριβείς και μπορούν να ενημερώσουν τους επιστήμονες για το ακριβέστατο όγκο νερού σε έναν ποταμό σε οποιοδήποτε δεδομένο χρονικό στιγμιότυπο. Αυτό είναι σημαντικό για την εξέταση της ασφάλειας και την προγράμματα αξιολόγησης του κινδύνου πλημμύρων.
Ιδανική επιλογή για τη μέτρηση βάθους είναι η χρήση κυμάτων ήχου που αποστέλλονται κάθετα στο νερό. Τα κύματα ήχου αποστέλλονται μέσω του νερού από ένα συσκευάσιο και μετά επιστρέφουν σε αυτό μετά την ανακλάση τους από ό,τι βρίσκεται στον πάτο της συγκεκριμένης περιοχής του ποταμού ή του σώματος νερού. Ο αισθητήρας στη συνέχεια υπολογίζει τον χρόνο που χρειάστηκε για τα κύματα ήχου να επιστρέψουν. Ο αισθητήρας μπορεί τότε να καθορίσει πόσο βαθιά είναι το νερό μετρώντας πόσο χρόνο πήρε από τα κύματα ήχου να επιστρέψουν. Στην εικόνα παρακάτω μπορείτε να δείτε δεδομένα που παράχθηκαν από ένα πεδιακό δοκιμαστικό που έκανα στο North Tahoe Marina. Είναι παρόμοιο με τον τρόπο που οι πετεινοί χρησιμοποιούν τον ήχο για την πλάνη τους κατά την σκοτάδα! Ο αισθητήρας μπορεί να καθορίσει την ταχύτητα της κίνησης του νερού, που είναι κρίσιμο δεδομένο για τους υδρολόγους που προβλέπουν πλημμύρες ή εργάζονται με μοντέλα για να κατανοήσουν τη λειτουργία του φυσικού πλούμπινγκ συστήματος της Γης. Για να μελετήσουν διάφορα φαινόμενα, οι ερευνητές χρειάζονται να ξέρουν τον τρόπο με τον οποίο κινείται το νερό.
Γιατί είναι τόσο απαραίτητες οι ακριβείς μέτρησεις βάθους νερού; Για ένα, τις βοηθούν να καθορίζουν οι επιστήμονες και μηχανικοί όταν ένα ποταμό ή κανάλι μπορεί να γεμιστεί και να πλημμυρίσει. Αυτά είναι σημαντικά δεδομένα που βοηθούν να εξοπλιστούν οι κοινότητες να εγκαταστούν οι άνθρωποι πριν από την εμφάνιση των πλημμυρών. Δεύτερα, αυτές οι μέτρησεις επιτρέπουν στους επιστήμονες να μελετούν το κύκλο του νερού της Γης ή τον τρόπο με τον οποίο το νερό κινείται φυσικά μέσω και συνεργάζεται με τη γη. Χωρίς αυτό, έχουμε μια πολύ περιορισμένη θέα της περιβαλλοντικής μας κατάστασης και των τρόπων με τους οποίους είμαστε ενσωματωμένοι σε αυτήν. Και δεδομένου ότι τόσο πολλές επιχειρήσεις χρειάζονται νερό (η γεωργία, η αλιεία, οι εργοστάσιες είναι τρία παραδείγματα), οι ακριβείς μέτρησεις του βάθους του νερού είναι κρίσιμες. Θα είναι πιο εύκολο να προγραμματιστούν αν οι βιομηχανίες γνωρίζουν πόσο νερό έχουν διαθέσιμο, ώστε τουλάχιστον οι ιδιοκτήτες επιχειρήσεων να εξασφαλίζουν ότι θα έχουν αρκετό νερό κατά τον υπόλοιπο της χρονιάς.
Σήμερα, υπάρχει μια ποικιλία αισθητών βάθους νερού που μπορούν να βρεθούν στην αγορά. Υπάρχουν κάποιοι αισθητές σχεδιασμένοι για ποταμούς με σχετικά γρήγορα (σε σύγκριση με τα λίμνια ή τις λάκκες) κινούμενα νερά, ενώ άλλοι λειτουργούν καλύτερα σε ησυχασμένες περιοχές όπως λίμνες και λάκκες. Εάν σχεδιάζετε να χρησιμοποιήσετε έναν αισθητή βάθους νερού, η τοποθεσία είναι σημαντική. Το στόχος είναι να επιλέξετε έναν αισθητή που θα λειτουργεί καλά στον τύπο νερού που μετράτε. Μαζί με μια δίκη ακρίβειας από τον αισθητή, πρέπει επίσης να εξασφαλίσετε ότι είναι αρκετά ακριβής για τις προορισμένες ανάγκες σας.
Σήμερα, οι αισθητήρες βάθους νερού χρησιμοποιούναι σε πολλές διαφορετικές μορφές. Με την παρακολούθηση των επιπέδων νερού σε ποταμιά και λίμνες, επιτρέπουν την παρακολούθηση μακροπρόθεσμων αλλαγών. Ωστόσο, η χρήση τους δεν σταματά εκεί! Αυτοί οι αισθητήρες χρησιμοποιούνται επίσης από γεωργούς για να παρακολουθούν τις τιμές της υγρασίας του εδάφους, οι οποίες θα καθορίσουν την απόδοση των καλλιέργειαν. Προχωρώντας, το βάθος των θαλάμων πρέπει να παρακολουθείται καλά για να διαπιστωθεί αν η υποδοχή είναι αρκετή για τα ψάρια να ζουν και να νατρεύουν σωστά στην αλιευτική καλλιέργεια. Επιπλέον, με τη χρήση αυτών των αισθητήρων, οι επιστήμονες μαθαίνουν περισσότερα σχετικά με τον κύκλο του νερού και το πώς στη φυσική φύση υπάρχει μια διαδρομή για την ανακατανομή του νερού. Αυτό είναι σημαντικό για την αξιολόγηση των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής και την κατάλληλη διαχείριση των πόρων νερού.