على أرضنا، تعتمد جميع الكائنات الحية على الماء. إذا كان هناك أي شيء يمكن أن نطلق عليه قوة الحياة، فهو الهواء الذي نتنفسه والذي يساعدنا على زراعة الطعام والشراب والبقاء في صحة جيدة. لن تكون النباتات والحيوانات قادرة على القيام بوظائفها، ناهيك عن البقاء على قيد الحياة بدون ماء. في بعض الأحيان، ومع ذلك، ستواجه مشاكل بسبب تصاعد المياه. إذا كان هناك الكثير من الماء في النهر، فقد يفيض ويغمر المنازل أو المباني أو الطرق. ولهذا السبب يقوم العلماء بقياس كمية المياه الموجودة في النهر أو أي مكان آخر باستخدام أدوات خاصة لمساعدتهم تسمى أجهزة استشعار عمق المياه. ويمكن أن تساعد في ضمان سلامة الإنسان، على سبيل المثال، عن طريق قياس المياه.
يعد مستشعر مستوى الماء أداة فريدة تساعد في تحديد كمية المياه الموجودة في أي نهر أو بحيرة أو أي جسم سائل آخر. إنه أمر مهم للغاية بالنسبة لنا لأنه يساعد العلماء والمهندسين كعينة لا تقدر بثمن لاكتشاف كمية المياه الموجودة بالفعل والتي تضمن السلامة من الفيضانات لمجتمعاتها. هذه المستشعرات دقيقة بشكل لا يصدق ويمكنها إخبار العلماء بالحجم الدقيق للمياه في النهر في أي وقت. وهذا أمر مهم للنظر في السلامة والتخطيط لمخاطر الفيضانات.
الخيار الأمثل لقياس العمق هو موجات الماء المتعامدة. يتم إرسال الموجات الصوتية عبر الماء من جهاز ثم ترتد إليها بعد أن تنعكس عما يوجد في قاع ذلك الجزء من النهر أو الجسم المحيط به. يقوم المستشعر بعد ذلك بحساب الوقت الذي تستغرقه الموجات الصوتية للانعكاس. يمكن للمستشعر بعد ذلك معرفة مدى عمق المياه عن طريق قياس المدة التي تستغرقها تلك الموجات الصوتية للعودة. في هذه الصورة أدناه، يمكنك رؤية البيانات الناتجة عن اختبار ميداني أجريته في North Tahoe Marina. إنه يشبه استخدام الخفافيش للصوت للتنقل أثناء الظلام! يمكن لجهاز الاستشعار تحديد سرعة حركة المياه، وهي بيانات مهمة لعلماء الهيدرولوجيا الذين يتوقعون الفيضانات أو يعملون على نماذج لفهم طريقة عمل نظام السباكة الطبيعي للأرض. لدراسة مجموعة متنوعة من الظواهر يحتاج الباحثون إلى معرفة الطريقة التي يتحرك بها الماء.
لماذا تعد القياسات الدقيقة لعمق المياه أمرًا ضروريًا للغاية؟ فهي تساعد العلماء والمهندسين في تحديد متى قد يتعرض النهر أو القناة للفيضانات. هذه بيانات مهمة تساعد في نشر الأخبار لإعداد المجتمعات لإجلاء الأشخاص قبل حدوث الفيضانات. ثانيًا، تسمح هذه القياسات للعلماء بدراسة دورة المياه على الأرض أو الطريقة التي يتحرك بها الماء بشكل طبيعي عبر الأرض ويتفاعل معها. وبدون ذلك، سيكون لدينا منظور محدود للغاية حول سياقنا والطرق التي نندمج بها فيه. وبالنظر إلى عدد الشركات التي تحتاج إلى المياه (الزراعة وصيد الأسماك والمصانع ثلاثة أمثلة)، فإن القياسات الدقيقة لعمق المياه أمر بالغ الأهمية. سيكون التخطيط لهذه الأمور أسهل إذا عرفت الصناعات كمية المياه المتوفرة لديها حتى يتمكن أصحاب الأعمال على الأقل من التأكد من حصولهم على ما يكفي من المياه على مدار العام.
في الوقت الحاضر، هناك مجموعة متنوعة من أجهزة استشعار عمق المياه التي يمكن العثور عليها في السوق. هناك بعض المستشعرات المصممة للأنهار التي تتحرك فيها المياه بسرعة نسبية (مقارنة بالبحيرات أو البرك)، بينما يعمل البعض الآخر بشكل أفضل في المناطق الهادئة مثل البحيرات والبرك. إذا كنت تخطط لاستخدام مستشعر عمق المياه، فالموقع مهم. الهدف هو اختيار جهاز استشعار يعمل بشكل جيد في نوع الماء الذي تقوم بقياسه. بالإضافة إلى جرعة من الدقة من المستشعر، تحتاج أيضًا إلى التأكد من أنه دقيق بدرجة كافية لتلبية احتياجاتك المقصودة.
اليوم، يتم تطبيق أجهزة استشعار عمق المياه في العديد من الأشكال المختلفة. ومن خلال تتبع مستويات المياه في الأنهار والبحيرات، يقومون برصد التغيرات طويلة المدى. ومع ذلك، فإن استخدامها لا ينتهي عند هذا الحد فحسب! ويستخدم المزارعون أيضًا هذه المستشعرات لمراقبة قيم رطوبة التربة لديهم والتي ستحدد إنتاجية المحاصيل. وللمضي قدمًا، يجب مراقبة عمق الخزانات جيدًا لمعرفة ما إذا كان السد كافيًا لتعيش الأسماك وتسبح بشكل صحيح في تربية الأسماك. علاوة على ذلك، باستخدام هذه المستشعرات، يتعلم العلماء المزيد من المعلومات حول دورة المياه أيضًا وكيف أن الطبيعة البكر هي وسيلة لنقل المياه. وهذا أمر مهم لتقييم آثار تغير المناخ، والإدارة السليمة للموارد المائية.