در زمین ما، تمام موجودات زنده به آب وابسته هستند. اگر چیزی را میتوان قدرت زندگی نامید، هواى که میخوريم است که به ما کمک میکند تا غذا بکشیم، نوشیدن و سالم باشیم. گیاهان و حیوانات بدون آب نمیتوانند عمل کنند یا حتی بقا کنند. گاهی اوقات، با مشکلاتی به دلیل افزایش آب مواجه خواهید شد. اگر آب زیادی در یک رودخانه وجود داشته باشد، ممکن است فاضل شود و خانهها، ساختمانها یا جادهها را سیلاب کند. این است که دانشمندان چقدر آب در یک رودخانه یا مکان دیگری وجود دارد را اندازهگیری میکنند و این کار را با ابزارهای خاصی که حسگرهای عمق آب نامیده میشوند انجام میدهند. آنها میتوانند در تضمین امنیت انسانی کمک کنند، مثلاً با اندازهگیری آب.
سنسور سطح آب ابزاری منحصر به فرد است که در تعیین مقدار آب موجود در هر رودخانه، دریاچه یا جسم مایع دیگر کمک میکند. این ابزار برای ما بسیار مهم است زیرا به دانشمندان و مهندسان نمونهای بیقیمت ارائه میدهد تا بتوانند میزان واقعی آب را کشف کنند که این موضوع از طوفانها و سیلابها جامعهها را حفظ میکند. این سنسورها بسیار دقیق هستند و میتوانند به دانشمندان حجم دقیق آب موجود در یک رودخانه را در هر لحظه مشخص کنند. این موضوع برای در نظر گرفتن امنیت و برنامهریزی مدیریت ریسک سیلاب بسیار مهم است.
انتخاب مناسب برای اندازهگیری عمق، استفاده از موجهای صوتی عمودی در آب است. موجهای صوتی از طریق آب توسط یک دستگاه ارسال شده و سپس پس از بازتاب از چیزی که روی پایین آن قسمت رودخانه یا بدن آبی قرار دارد، به آن بازمیگردند. حسگر سپس زمان لازم برای بازگشت موجهای صوتی را محاسبه میکند. حسگر میتواند با اندازهگیری زمان لازم برای بازگشت این موجهای صوتی، عمق آب را مشخص کند. در تصویر زیر میتوانید دادههای تولید شده از یک آزمایش میدانی که در مارینای شمال تاهو انجام دادم را ببینید. این شبیه به استفاده از خفاشها از صدا برای ناوبری در تاریکی است! این حسگر میتواند سرعت حرکت آب را تعیین کند که این اطلاعات برای هیدرولوژیستها که سیلاب را پیشبینی میکنند یا مدلهایی را برای درک عملکرد سیستم طبیعی کانالهای آب زمین تهیه میکنند، اهمیت دارد. برای مطالعه انواع پدیدهها، محققان نیاز دارند بدانند آب چگونه جریان مییابد.
چرا اندازهگیری دقیق عمق آب از اهمیت زیادی برخوردار است؟ اول اینکه، این اندازهگیریها به دانشمندان و مهندسان کمک میکند تا تعیین کنند چه زمانی یک رودخانه یا کانال ممکن است سیلاب تجربه کند. این دادهها مهم هستند زیرا کمک میکنند تا جوامع اطلاع داده شوند و برای اخلاء مردم قبل از وقوع سیلاب آماده شوند. دوم، این اندازهگیریها به دانشمندان اجازه میدهد تا چرخه آب زمین یا نحوه حرکت طبیعی آب در داخل و بین زمین را مطالعه کنند. بدون این، دید ما درباره پیش زمینه ما و روشهایی که در آن قرار داریم بسیار محدود است. و با توجه به اینکه چقدر از شرکتها نیاز به آب دارند (کشاورزی، ماهیگیری، کارخانهها سه مثال هستند)، اندازهگیری دقیق عمق آب حیاتی است. اگر صنایع بدانند چقدر آب در اختیار دارند، برنامهریزی برای آنها راحتتر خواهد بود تا حداقل مالکان کسبوکار مطمئن شوند که طول سال آب کافی دارند.
امروزه، انواع مختلفی از حسگرهای عمق آب در بازار وجود دارد. برخی از این حسگرها برای رودخانهها طراحی شدهاند که آب در آنها نسبتاً سریعتر (نسبت به مراکز یا تالابها) جریان دارد، در حالی که دیگری در مناطق آرام مثل مراکز و تالابها بهتر کار میکنند. اگر قصد استفاده از یک حسگر عمق آب را دارید، مکان مهم است. هدف این است که یک حسگر انتخاب کنید که در نوع آبی که اندازهگیری میکنید، به خوبی عمل کند. علاوه بر دقتی که از حسگر منتظر هستید، باید مطمئن شوید که آن به اندازه کافی دقیق است برای نیازهای مورد نظر شما.
امروزه، حسگرهای عمق آب به صورتهای مختلفی استفاده میشوند. با ردیابی سطح آب در رودخانهها و دریاچهها، تغییرات بلندمدت را نظارت میکنند. اما استفاده از آنها تنها به اینجا محدود نمیشود! این حسگرها توسط کشاورزان نیز برای نظارت بر مقادیر رطوبت خاک استفاده میشوند که این موضوع به تعیین عملکرد محصولات کشاورزی کمک میکند. همچنین، عمق حوضچهها باید به خوبی نظارت شود تا اطمینان حاصل شود باریکه کافی برای زندگی و上游 ماهیان در مزارع ماهیداری وجود دارد. علاوه بر این، با استفاده از این حسگرها، دانشمندان اطلاعات بیشتری درباره چرخه آب و نحوه منتقل شدن آب در طبیعت بیدرنگ به دست میآورند. این موضوع برای ارزیابی تأثیرات تغییرات اقلیمی و مدیریت مناسب منابع آب اهمیت دارد.