Brama sonarowa z Uniwersytetu Śląskiego

Zdjęcie

Dr Bartosz Łozowski oraz dr Andrzej Woźnica wykonują pomiary batymetryczne Zbiornika Goczałkowickiego / inf. prasowa

/ 

Naukowcy z Uniwersytetu Śląskiego: dr Andrzej Woźnica, dr Bartosz Łozowski oraz dr hab. inż. Robert Koprowski, a także Jakub Karpiński z firmy MaxiMapa i Wojciech Szlęk opracowali, wdrożyli bramę kalibracyjną do pomiarów sonarowych stosowanych w analizach batymetrycznych i przy szacowaniu liczebności oraz wielkości obiektów, zwłaszcza ryb, w toni zbiorników wodnych. Takie analizy są konieczne przy np. budowaniu modeli hydrodynamicznych zbiorników wodnych, monitorowaniu ich, opracowywaniu modeli szczegółowych, pozwalających na określenie jaka przyszłość czeka dany zbiornik wodny w perspektywie zarówno krótko jak i długookresowej.

Naukowcy zajmujący się opracowaniem modeli numerycznych zbiorników wodnych gromadzą wiele milionów danych z prowadzonych na obiekcie analiz oraz pomiarów. W bazach danych znajdują się wyniki badań warunków hydrologicznych, hydrogeologicznych oraz fizykochemicznych wody i osadów dennych, a także sparametryzowane wskaźniki ekologiczne i higieniczne odnoszące się do stanu flory i fauny w zbiorniku i w jego otoczeniu. Jednym z ważniejszych elementów umożliwiających analizę dynamiki takich zbiorników jest szczegółowa mapa batymetryczna (kształtu dna zbiornika). Dopiero połączenie ze sobą tych elementów pozwala naukowcom oraz zarządzającym zbiornikami na testowanie różnych scenariuszy wydarzeń wpływających na pracę zbiornika, takich jak: długi okres suszy, powódź czy zanieczyszczenie wód akwenu oraz efekty podejmowanych przez zarządców działań, w tym zmierzające do rekultywacji czy minimalizacji kosztów jego utrzymania.

"Numeryczny model zbiornika pozwala na testowanie zachowania się wód zbiornika w różnych scenariuszach zdarzeń, takich jak na przykład zakwit sinicowy, wezbranie czy susza oraz minimalizowanie skutków tych zdarzeń. Aby testowanie było skuteczne, musimy m.in. odwzorować rzeczywisty kształt dna zbiornika. Podwodne nierówności mają bowiem wpływ na dynamikę i sposób przepływu wody" -  tłumaczy dr Andrzej Woźnica z Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska UŚ. Dane do analiz batymetrycznych, jak dodaje, gromadzi się przy użyciu sonarów. Sonary takie muszą być odpowiednio skalibrowane, aby zminimalizować błędy uzyskiwanych danych, a na pomiary wpływa np. liczba osób, które znajdowały się na łodzi czy jej ładunek. Bramka kalibracyjna to urządzenie, które pozwala uniezależnić wyniki pomiaru od jego warunków.

Punktem kalibracyjnym jest miejsce na jeziorze o ściśle określonej wysokości dna i średniej dla zbiornika głębokości. Za każdym razem, gdy naukowcy wypływali na badania zbiornika lub wracali z pomiarów, przepływali przez tzw. punkt kalibracyjny - bramę kalibracyjną. Po zewnętrznych stronach podstawy bramy kalibracyjnej, za pomocą sznura gumowego, zamocowane są dwie pływające po tafli zbiornika boje nawigacyjne. Takie rozwiązanie zapewnia łatwe pozycjonowanie bramy niezależnie od poziomu piętrzenia zbiornika wodnego. Dokonany w punkcie kalibracyjnym pomiar był następnie podstawą do wprowadzenia korekty uzyskiwanych pomiarów. Model zbudowany na podstawie skorygowanych przy użyciu bramy kalibracyjnej pomiarów odzwierciedla rzeczywisty kształt czaszy zbiornika. Pozwala to na bardziej precyzyjne odwzorowanie dynamiki obiektu w odniesieniu do różnych scenariuszy gospodarki wodnej oraz rzeczywistych zmian mających wpływ na funkcjonowanie zbiornika.

Brama kalibracyjna do pomiarów sonarowych może być wykorzystywana do badania wszelkiego rodzaju zbiorników wodnych dokonywanych przy użyciu łodzi, umożliwia też weryfikację pomiarów uzyskanych z różnych sonarów i użyciem innych łodzi.

MM