Na naszej ziemi wszystkie żywe istoty zależą od wody. Jeśli coś można nazwać mocą życia, to jest to powietrze, które oddychamy, thanks temu możemy rosnąć, produkować pokarm i pozostawać zdrowymi. Rośliny i zwierzęta nie byłyby w stanie funkcjonować, nie mówiąc już o przetrwaniu bez wody. Czasami jednak mogą się pojawić problemy z powodu narastającej ilości wody. Jeśli jest zbyt wiele wody w rzece, może ona wytopić się i zatopić domy, budynki lub drogi. Dlatego naukowcy mierzą ile wody znajduje się w rzece lub innym miejscu za pomocą specjalnych narzędzi nazywanych czujnikami głębokości wody. Mogą one pomóc w zapewnieniu bezpieczeństwa ludzi, na przykład mierząc poziom wody.
Czujnik poziomu wody to wyjątkowy narzędzie, które pomaga określić ilość wody obecnej w jakiejkolwiek rzece, jeziorze lub innym ciele ciecznym. Jest tak ważny dla nas, ponieważ pomaga naukowcom i inżynierom w uzyskaniu nieocenionego przykładu, ile dokładnie wody jest obecnie, co zapewnia bezpieczeństwo społeczności przed powodziami. Te czujniki są niesamowicie precyzyjne i mogą poinformować naukowców o dokładnej objętości wody w rzece w dowolnym momencie. To ważne pod kątem bezpieczeństwa i planowania ryzyka powodzi.
Idealnym wyborem do pomiaru głębokości jest użycie fal dźwiękowych w wodzie prostopadle do dna. Fale dźwiękowe są wysyłane przez wodę z urządzenia, a następnie odbijają się od niej po odbiciu od tego, co znajduje się na dnie tej części rzeki lub cielesa wodnego. Czujnik oblicza następnie czas, jaki zajęło odbicie tych fal dźwiękowych. Czujnik może wtedy określić, jak głęboka jest woda, mierząc, ile czasu zajęło powrotna podróż tych fal dźwiękowych. Na poniższym obrazku możesz zobaczyć dane wygenerowane podczas testów terenowych, które przeprowadziłem w North Tahoe Marina. Jest to podobne do sposobu, w jaki nietoperze używają dźwięku do nawigacji w ciemności! Czujnik może określić prędkość ruchu wody, co jest kluczowymi danymi dla hydrologów prognozujących powodzie lub tworzących modele do zrozumienia mechanizmów naturalnego systemu kanalizacyjnego Ziemi. Aby badać różne zjawiska, badacze muszą znać sposób poruszania się wody.
Dlaczego dokładne pomiary głębokości wody są tak istotne? Po pierwsze, pomagają naukowcom i inżynierom w ustalaniu, kiedy rzeka lub kanał może doznać zalania. Jest to ważne dane, które pomaga rozpropagować informację, aby społeczności mogły ewakuować ludzi przed wystąpieniem powodzi. Po drugie, te pomiary pozwalają naukowcom badać cykl wodny Ziemi czyli sposób, w jaki woda naturalnie przemieszcza się przez i oddziałuje z lądem. Bez nich mamy bardzo ograniczony punkt widzenia na nasz kontekst i sposoby, w jakie jesteśmy wpleceni w niego. A biorąc pod uwagę, ile przedsiębiorstw potrzebuje wody (rolnictwo, rybołówstwo, fabryki to trzy przykłady), dokładne pomiary głębokości wody są kluczowe. Będzie łatwiej planować, jeśli przemysł będzie wiedział, ile ma dostępnej wody, aby właściciele biznesów mogli przynajmniej zapewnić sobie dostateczną ilość wody przez cały rok.
Obecnie na rynku można znaleźć różnorodne czujniki głębokości wody. Istnieją czujniki przeznaczone dla rzek o względnie szybko (w porównaniu do jezior czy stawów) poruszającej się wodzie, podczas gdy inne lepiej działają w spokojnych obszarach, takich jak jeziora i stawy. Jeśli planujesz używać czujnika głębokości wody, lokalizacja ma znaczenie. Celem jest wybór czujnika, który będzie dobrze działał w rodzaju wody, którą pomiarujesz. Razem z dawką dokładności od czujnika musisz również upewnić się, że jest wystarczająco dokładny dla Twoich zaplanowanych potrzeb.
Obecnie czujniki głębokości wody znajdują zastosowanie w wielu różnych formach. Śledząc poziomy wody w rzekach i jeziorach, monitorują długoterminowe zmiany. Jednak ich wykorzystanie nie kończy się tylko na tym! Te czujniki są również używane przez rolników do monitorowania wilgotności gleby, co wpływa na uzyskiwanie plonów. Idąc dalej, głębokość zbiorników musi być dobrze monitorowana, aby sprawdzić, czy wał jest wystarczający dla ryb, aby mogły żyć i pływać właściwie w hodowli ryb. Ponadto, za pomocą tych czujników naukowcy dowiadują się więcej o cyklu wody oraz o tym, jak w nieuszkodzonej naturze przemieszcza się woda. To ważne dla oceny wpływu zmian klimatu oraz właściwego zarządzania zasobami wodnymi.