Στη γη μας, όλα τα ζωντανά όντα εξαρτώνται από το νερό. Αν κάτι μπορεί να ονομαστεί δύναμη της ζωής, είναι ο αέρας που αναπνέουμε που μας βοηθά να καλλιεργήσουμε φαγητό, ποτό και να παραμείνουμε υγιείς. Τα φυτά και τα ζώα δεν θα μπορούσαν να λειτουργήσουν πόσο μάλλον να επιβιώσουν χωρίς νερό. Μερικές φορές, ωστόσο, πρόκειται να έχετε προβλήματα λόγω του νερού που ανεβαίνει. Εάν υπάρχει πάρα πολύ νερό σε ένα ποτάμι, μπορεί να υπερχειλίσει και να πλημμυρίσει σπίτια, κτίρια ή δρόμους. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι επιστήμονες μετρούν πόσο νερό υπάρχει σε ένα ποτάμι ή άλλο μέρος το κάνουν αυτό με ειδικά εργαλεία που τους βοηθούν που ονομάζονται αισθητήρες βάθους νερού. Μπορούν να βοηθήσουν στη διασφάλιση της ανθρώπινης ασφάλειας, π.χ. με το μέτρο του νερού.
Ένας αισθητήρας στάθμης νερού είναι ένα μοναδικό εργαλείο που βοηθά στον προσδιορισμό της ποσότητας του νερού που υπάρχει σε οποιοδήποτε ποτάμι, λίμνη ή άλλο σώμα υγρού. Είναι τόσο σημαντικό για εμάς καθώς βοηθά τους επιστήμονες και τους μηχανικούς ένα τόσο ανεκτίμητο δείγμα ανακάλυψης πόσο νερό υπάρχει στην πραγματικότητα που διασφαλίζει την ασφάλεια των κοινοτήτων από τις πλημμύρες. Αυτοί οι αισθητήρες είναι απίστευτα ακριβείς και μπορούν να πουν στους επιστήμονες τον ακριβή όγκο νερού σε ένα ποτάμι ανά πάσα στιγμή. Αυτό είναι σημαντικό για την εξέταση της ασφάλειας και του σχεδιασμού του κινδύνου πλημμύρας.
Ιδανική επιλογή για τη μέτρηση του βάθους είναι τα κάθετα κύματα του νερού. Τα ηχητικά κύματα αποστέλλονται μέσω του νερού από μια συσκευή και στη συνέχεια αναπηδούν πίσω σε αυτό αφού αντανακλώνται από οτιδήποτε βρίσκεται στο κάτω μέρος αυτού του τμήματος του εν λόγω ποταμού ή σώματος που περιβάλλει. Στη συνέχεια, ο αισθητήρας υπολογίζει τον χρόνο που χρειάζονται τα ηχητικά κύματα για να ανακληθούν πίσω. Ο αισθητήρας μπορεί στη συνέχεια να πει πόσο βαθιά είναι το νερό μετρώντας πόσο χρόνο χρειάστηκε για να επιστρέψουν αυτά τα ηχητικά κύματα. Σε αυτήν την παρακάτω εικόνα μπορείτε να δείτε δεδομένα που δημιουργήθηκαν από μια δοκιμή πεδίου που έτρεξα στη μαρίνα North Tahoe. Είναι παρόμοιο με τις νυχτερίδες που χρησιμοποιούν τον ήχο για την πλοήγησή τους στο σκοτάδι! Ο αισθητήρας μπορεί να καθορίσει την ταχύτητα της κίνησης του νερού, κάτι που είναι κρίσιμο στοιχείο για τους υδρολόγους που προβλέπουν πλημμύρες ή επεξεργάζονται μοντέλα για να κατανοήσουν τη λειτουργία του φυσικού υδραυλικού συστήματος της Γης. Για να μελετήσουν μια ποικιλία φαινομένων, οι ερευνητές πρέπει να γνωρίζουν τον τρόπο με τον οποίο κινείται το νερό.
Γιατί είναι τόσο επιτακτικές οι ακριβείς μετρήσεις βάθους νερού; Πρώτον, βοηθούν επιστήμονες και μηχανικούς να καθορίσουν πότε ένα ποτάμι ή κανάλι μπορεί να πλημμυρίσει. Αυτά είναι σημαντικά δεδομένα που βοηθούν στην ενημέρωση για την προετοιμασία των κοινοτήτων για την εκκένωση των ανθρώπων πριν από τις πλημμύρες. Δεύτερον, αυτές οι μετρήσεις επιτρέπουν στους επιστήμονες να μελετήσουν τον κύκλο του νερού της Γης ή τον τρόπο με τον οποίο το νερό κινείται φυσικά και αλληλεπιδρά με τη γη. Χωρίς αυτό, έχουμε μια πολύ περιορισμένη προοπτική για το πλαίσιό μας και τους τρόπους με τους οποίους είμαστε ενσωματωμένοι σε αυτό. Και με δεδομένο πόσες επιχειρήσεις χρειάζονται νερό (η γεωργία, η αλιεία, τα εργοστάσια είναι τρία παραδείγματα), οι ακριβείς μετρήσεις του βάθους του νερού είναι ζωτικής σημασίας. Θα είναι ευκολότερο να προγραμματιστούν εάν οι βιομηχανίες γνωρίζουν πόσο νερό έχουν διαθέσιμο, έτσι ώστε τουλάχιστον οι ιδιοκτήτες επιχειρήσεων να μπορούν να βεβαιωθούν ότι έχουν αρκετό νερό καθ' όλη τη διάρκεια του έτους.
Σήμερα, υπάρχει μια ποικιλία αισθητήρων βάθους νερού που μπορούν να βρεθούν στην αγορά. Υπάρχουν ορισμένοι αισθητήρες σχεδιασμένοι για ποτάμια με σχετικά γρήγορα κινούμενο νερό (σε σύγκριση με λίμνες ή λίμνες), ενώ άλλοι λειτουργούν καλύτερα σε ήρεμες περιοχές όπως λίμνες και λίμνες. Εάν σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε έναν αισθητήρα βάθους νερού, η τοποθεσία έχει σημασία. Ο στόχος είναι να επιλέξετε έναν αισθητήρα που θα έχει καλή απόδοση στον τύπο νερού που μετράτε. Μαζί με μια δόση ακρίβειας από τον αισθητήρα, πρέπει επίσης να βεβαιωθείτε ότι είναι αρκετά ακριβής για τις επιδιωκόμενες ανάγκες σας.
Σήμερα, οι αισθητήρες βάθους νερού εφαρμόζονται με πολλές διαφορετικές μορφές. Παρακολουθώντας τη στάθμη του νερού σε ποτάμια και λίμνες, παρακολουθούν τις μακροπρόθεσμες αλλαγές. Ωστόσο, καθώς η αξιοποίησή τους δεν τελειώνει μόνο εκεί! Αυτοί οι αισθητήρες χρησιμοποιούνται επίσης από τους αγρότες για να παρακολουθούν τις τιμές υγρασίας του εδάφους τους που θα καθορίσουν την απόδοση των καλλιεργειών. Προχωρώντας περαιτέρω, το βάθος των δεξαμενών πρέπει να παρακολουθείται καλά για να διαπιστωθεί εάν το ανάχωμα είναι αρκετό για να ζήσουν και να κολυμπήσουν σωστά τα ψάρια στην ιχθυοκαλλιέργεια. Επιπλέον, με τη χρήση αυτών των αισθητήρων οι επιστήμονες μαθαίνουν περισσότερες πληροφορίες για τον κύκλο του νερού και πώς στην παρθένα φύση είναι ένας τρόπος για να μετακινήσετε το νερό. Αυτό είναι σημαντικό για την αξιολόγηση των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής και τη σωστή διαχείριση των υδάτινων πόρων.