up
Search      menu
زمین شناسی,جغرافیا :: مقاله هيدروگرافي PDF
QR code - هيدروگرافي

هيدروگرافي

هيدروگرافي | Hydrography
مقدمه
عمليات هيدروگرافي به کليه عملياتي گفته مي شود که براي بدست آوردن عمق سطح آبي و توپوگرافي کف منطقه انجام مي شود که در گذشته توسط يک قايق و دستگاه عمقياب انجام مي شد ولي در حال حاضر با پيشرفت علوم مختلف تجهيزات لازم اين کار تغيير کرده و خطاي تعيين موقعيت قايق حل شده به اين صورت که در حين عمليات هيدروگرافي با استفاده از سيستم GPS و نرم افزارهاي مخصوصي محل ثانيه به ثانيه قايق مشخص بوده مشکل گپ در منطقه از بين رفته است که در زير به کليه عمليات به اختصار توضيح داده شده است.
مشکلي که در هيدروگرافي وجود دارد، اين است که به تعيين موقعيت زير دريا نيازاست و براي رسيدن به اين موضوع تلاش هاي فراواني انجام شده است.
کارهاي هيدروگرافي از لحاظ بازار کار بسيارخوب است و کمتر کسي در کشور ما در اين رشته وارد شده است و بسيار پر درآمد بوده و براي انجام کارهاي هيدروگرافي بايد مدت زيادي در دريا حضورداشت و شرايط سخت آن ازقبيل 6 ماه در دريا بودن را بتوان تحمل نمود.
کاربرد هاي هيدروگرافي
* درکارهاي کوچک مانند تهيه نقشه بستر دريا با قايق کوچک و اکوساندر
* در کار هاي بزرگ مانند قرار دادن سکو در دريا، لوله گذاري، سازه هاي عظيم در دريا مانند اسکله
روش هاي برداشت توپوگرافي در دريا
اکوساندر (Echo Sounder)
اکوساندرها وسايلي بوده که از طريق امواج اکوستيکي(صوتي)کار ميکنند و از طريق اين امواج عمق بستر کف دريا تعيين ميگردد. در اين روش بر اساس زمان رفت و برگشت امواج صوتي طبق فرمول زير مي توان عمق بستر دريا را به دست آورد و نقشه توپوگرافي را تهيه نمود.
X=v.t
سرعت امواج صوتي ارسال شده =v
زمان رفت و برگشت امواج صوتي ارسال شده =t
عمق بستر دريا =X
Transmitter : امواج الکتديکي توليد ميکند.
Switch : امواج الکتريکي را به Transducer وارد ميکند.
Transducer : امواج الکتريکي را به امواج صوتي تبديل کرده و به کف دريا ارسال ميکند.
Recorder : وسيله اي براي ثبت زمان رفت و برگشت امواج صوتي است.
معايب عمق يابي به روش اکوساندر
پارامترv که به دليل شور بودن و املاح موجود درآب سرعت تغيير ميکند که بايد ميزان آن را اندازه گيري نمود و پارامتر آن را تصحيح کرده تا به صورت دقيق عمق تهيه شود.
ارتفاع Transducer که اين پارامتر به مکان قرارگيري آن بر روي قايق بستگي دارد و با کوچکترين تغيير ميزان عمق تغيير ميکند .
Transducer بايد شامل رولوپيچ باشد .
رولوپيچ از سه پيچ در جهاتxyz ، ( κφω )تشکيل ميشود. (محور y بايد در امتداد محور قائم باشد.)
براي تعيين x , y در قديم يک پيمايش در ساحل ايجاد ميکردند و دو تئودوليت بر روي نقاط پيمايش(ساحل) سوار شده و به صورت تقاطع به نقطه مجهول(قايق) مختصات ميدادند.
با استفاده از توتال
بعد از گذشت سالها که هيدروگرافي مدرن تر شد از توتال با استفاده از مد Track استفاده شد که باز هم روش کار مثل قديم بود و ارتفاع نقطه (z) را با اکوساندر به دست ميآورند.
با استفاده از GPS
در سيستم جديدتر GPS دو فرکانسه را به سر اکوساندر ميبندند. امواج راديويي روي GPS هاي دو فرکانسه سوار ميشوند که اين امواج راديويي براي ارتباط بين گيرنده ها ميباشد .
امواج راديويي فقط روي گيرنده هاي دو فرکانسه سوار ميشود و به صورت RTKو Real time به نقطه، مختصات نسبت داده ميشود و بايد اکوساندر و GPS به يک Lab top وصل شود وبه وسيله نرم افزار Hypack پردازش اطلاعات صورت ميگيرد .
نقاط برداشت شده را در SDR ياLand وارد کرده ونقشه توپوگرافي، تهيه ميشود.
نکته
محدوديت روش GPS با اکوساندر اين است که نياز به يک lab top صنعتي است که پورت سريال (رابط مستقيم پورت)را داشته باشد و حداقل يک پورت سريال داشته باشد. چون اگر اکوساندر و GPS با هم به USB وصل شود، lab top هنگ ميکند.
تعيين موقعيت با اکوساندر تک بيم (Single Beam)
در اين روش اکوساندر به صورت نقطه اي برداشت ميکند، که براي تهيه چارت هاي دريايي استفاده ميشود.
تعيين موقعيت با اکوساندر Multi Beam
در اين روش با يک سري دسته اشعه سر و کار است که اين اشعه ها به کف دريا فرستاده شده و پس از برخورد به کف دريا همان اشعه ها بر ميگردد. اين روش کمي پيچيده است، چون اکوساندر بايد بتواند تشخيص دهد، که کدام اشعه را گرفته است. تعيين موقيت با اکوساندرMulti Beam ديد بيشتري از توپوگرافي به ما ميدهد ولي از لحاظ دقت شايد از تک بيم کمتر باشد.
مزيت اين روش جلوگيري از افتادن گپ ميباشد و يکي از معايب آن گران بودنش ميباشد.
تعيين موقعيت با (Side Scan Sonar (S.S.S
اين دستگاه به صورت مايل به کشتي نصب شده، عکس ميگيرد و اين عکس با درجات خاکستري مشخص ميشود و مزيت اين روش اين است که به صورت On-Line ميتوان عکس کف دريا را مشاهده کرد و براي تعيين موانع هم از اين روش استفاده ميشود.
اين عکس ميتواند بر روي نقشه توپوگرافي Geo Refrence شده و يک DTM يا DEM را از سطح دريا تهيه نمود.
اگر هواپيمايي سقوط کرده باشد از اين سيستم يعني S.S.S مي توان استفاده کرد، که کف دريا را جاروب مي کند و عکس ميگيرد و اين يکي از کاربرد هاي اين روش ميباشد.
تعيين موقعيت با (Laser Interfrometry Detection And Ranging (LIDAR تداخل سنجي ماهواره ها
اين روش تقريبا شبيه کارهايي است که در فتوگرامتري صورت ميگيرد.
اين روش مثل طريقه کار دوربين هاي عکاسي است که يک ليزري از هواپيما فرستاده ميشود و به کف دريا برخورد ميکند و به خود هواپيما بر ميگردد، سپس کافي است ارتفاع کف دريا تا سطح آب موجود باشد که اين ارتفاع با يک وسيله ديگر سنجيده مي شود و سپس ارتفاع هواپيما از سطح دريا به دست ميآيد.
سيستم PSeudolite
سيستمي است که در آن يک سري پيلار را در فرودگاه نصب ميکنند که اين پيلارها موقعيت دقيق دارند و براي زماني که GPS قطع ميشود ميتوان از اين روش براي فرود آوردن هواپيما بدون اينکه خلبان فرودگاه را ببيند استفاده کرد و سيستم بسيار دقيقي است. طرز کار به اين صورت است که اين پيلارها موجي به سمت هواپيما ميفرستند و به صورت ترفيع فضايي، هواپيما را فرود ميآورند.
مفاهيم اوليه
Transect: خطي که کشتي ما روي ان حرکت کرده و اکوساندر روشن است و عمليات positioning , sounding را انجام مي دهد.
Inter transect: جايي که کشتي دور مي زند و به لاين بعدي ميرود و اکوساندر خاموش است.
ويژگي هاي خطوط هيدروگرافي
* خطوط بايد متساوي الفاصله باشد.
* خطوط بايد موازي باشند.
* خطوط بايد حتي الامکان از خم و شکستگي بر حذر باشند.
* خطوط بايد منطقه را کاملا پوشش دهد.
* در هر حرکت موارد زير يادداشت مي شود. (در هر فيکس)
Number Time Depth position
N t z x,y
در کارهاي هيدروگرافي سرعت قايق از اهميت بالايي برخوردار است، که سرعت قايق نيز به عوامل زير بستگي دارد.
* سرعت قايق
* جريان آب
* مقياس نقشه
* تجهيزات
* سرعت موتور
* مهارت قايقران
واحدي که به ما سرعت قايق را مي دهد update rate گويند و واحدش هرتز (hz) است.
Ex : اگر update rate ما 5hz باشد، بدين معني است که در هر ثانيه مي توان 5 نقطه را برداشت کند.
خطوط مياني (inter line)
خطوطي مي باشند که در صورت لزوم براي پر نمودن فاصله ها (Gap) موجود بين خطوط اصلي عمق يابي استفاده مي شود. از اين خطوط براي کارهاي زير استفاده ميشود:
* براي تکميل کار
* براي بررسي عمقهاي کم
* پرکردن Gapهاي حاصل از يک عمليات بد
خطوط متقاطع (cross line)
اين خطوط که تقريبا بر خطوط اصلي عمق يابي عمود مي باشند بيشتر به دلايل زير مورد استفاده قرار مي گيرند:
* آنجايي که خطوط اصلي عمق يابي نمي توانند به طور صريح توپوگرافي بستر دريا را نشان دهد.
* کنترل عمليات عمق يابي که توسط خطوط اصلي عمق يابي انجام گرفت.
* پيدا کردن عمق هاي کم که با خطوط مياني پيدا نشوند (عمق هاي کم shool)
کميته بين المللي هيدروگرافي،(IHO) (International hydrogeraphic organization) نام دارد.
(Mean sea level (SST: مقوله اي است که براي محاسبه توپوگرافي سطح دريا به کار مي رود. ( اختلاف بين ژئوئيد و M.S.L )
روشهاي عمق يابي
* سيستم هاي آکوستيک
* سيستم هاي غير آکوستيک
* سيستم هاي آکوستيک
تقسيم بندي وسايل اندازه گيري عمق (روش آکوستيک) مطابق زير مي باشد.
* دقت اکوساندرهاي تک بيم در آبهاي کم عمق به زير دسي متر ميرسد.
* تکنولوژي سايد اسکن سونارها تشخيص موانع در کف دريا را دارا مي باشند انها در سرعتهاي پايين (5-6 نات) توانايي دارند ولي جهت تشخيص موانع بين خطوط نقشه برداري اندازه گيري شده کاربرد دارند.
تکنولوژي اکوساندرهاي مولتي بيم به سرعت گسترش يافته داراي توانايي زياد در بررسي کلي کف دريا با دقتهاي بالاست. براي دستيابي به دقتهاي مختلف توسط روشهاي سيستماتيک در مناطق مورد نظر نقشه برداري چهار نوع نقشه برداري تعريف شده است.
نوع مخصوص
نوع مخصوص نقشه برداري دريايي کاربرد انها در مناطق خاص با حداقل عمق بي خطر در زير کشتي است.دستورالعمل مخصوص استفاده از خطوط نزديک به هم به همراه سايد اسکن سونار، آرايه هاي چند ترانسديوسري يا عمق يابي با مولتي بيم هاست. درآن بايد مطمئن شد که اشيا بزرگتر از 1 متر مکعب توسط وسايل ساندينگ تعيين شده باشد. استفاده از سايد اسکن سونار به همراه مولتي بيم در مکان هائي که باريک و داراي موانع خطرناک هستند لازم ميباشد.
نوع اول
اين نوع براي لنگرگاهها, دسترسي به بندرگاهها, مسيرهاي توصيه شده, کانالهاي ناوبري داخل کشور,مناطق ساحلي با حجم ترافيک تجاري بالا که عمق بي خطر زير کشتي کمتر حساسيت دارد و خواص ژئوفيزيکي دريا براي کشتي ها کمتر خطرناک است (براي مثال کف دريا با لجن و ماسه نرم) ميباشد.نوع اول مربوط به مناطق با عمق کمتر از 100 متر است. براي اين مناطق بايد مطمئن شد که اشکال بزرگتر از 2 متر بلندي در عمق 40 متري توسط وسايل ساندينگ تعيين ميشوند.
نوع دوم
براي مناطق با عمق کمتر از 200 متر که توسط دستورالعملهاي خاص و 1 پوشش داده نشده است و محلي که براي يک عمق يابي عمومي مناسب است. آن براي کاربردهاي دريايي مختلف و نقشه برداري دريايي که درجه بالا لازم نيست مي باشد. بررسي کامل کف در مناطق منتخب جائيکه مشخصات کف دريا طوري است که ريسک موانع خطرناک براي کشتي ها نيز صورت ميگيرد.
نوع سوم
براي کليه مناطقي که نوع خاص 1و2 در آبهاي عميق تر از 200 متر پوشش داده نشده است، ميباشد.
براي نوع خاص و 1 نقشه برداري سازمان مسئول کيفيت نقشه برداري ممکن است يک حد عمق در رسيدگي جزئيات کف دريا که نياز براي امنيت ناوبري نيست تعريف کند.
سايد اسکن سونار نمي تواند براي محاسبه عمق استفاده شود اما براي تعيين مناطقي که نياز به جزئيات و دقت بيشتري دارند کارايي دارد.
Chart Datum
وقتي پائين ترين مقدار جذر را در دريا اندازه گيري کنيم به آن Chart Datum گويند و اين سطح , سطح مبناي مورد استفاده در هيدروگرافي است که نزديک به M.S.L نيز مي باشد و آن را با C.D نشان مي دهند.
C.D نزديک به پائين ترين موقع جذر است.
Note : دقت در هيدروگرافي به متر است.
کاربردهاي هيدروگرافي
* ناوبري تجاري و نظامي
* ماهيگيري
* مديريت سواحل و بنادر
* کنترل عمليات لايروبي (dredgin)
* صنعت نفت و گاز
* نصب سکوها
* نصب لوله هاي گاز و نفت در بستر و زير بستر دريا
* اکتشاف و استخراج
* نصب لوله آب
ناوبري
عملياتي که باعث هدايت قايق مي شود، ناوبري گويند. وظايفي که در يک عمليات هيدروگرافي بايد انجام شود.
* ايجاد نقاط کنترل ساحليSHORE CONTROL STATION
* خط ساحلي (HIGHT WATER LEVEL ( H.W.L: بالاترين حد وقوع آب به طور نرمال است.
* تعيين موقعيت افقي
* عمق يابي
* مشاهده جريان دريايي
* برداشت نمونه از بستر دريا
* جاروب کردن
* بررسي توپوگرافي ژئومورفولوژي بستر دريا
* مشاهده نوسان آب
سونار (Sonar (sound navingation and ranging
دستگاه هايي که با امواج صوتي کار مي کنند را sonar گويند. سرعت صوت تابعي از عوامل زير است:
* حرارت TEMPERATURE
* فشار PRESS
* شوري SALINITY
پخش هندسي SCATTERING
هنگامي که يک موج صوتي انتشار مي يابد يک کاهش انرژي منظم در جهت پخش آن رخ ميدهد.
شدت امواج با فاصله نسبت عکس دارد (فاصله زياد شود شدت کم ميشود.)
تضعيف امواج (ATTENUXTION)
مجموع تاثيرات تفرق و جذب درداخل آب دريا باعث ضعفي درانتشار امواج صوتي يا Attenuxtion مي شود.
توليد امواج آکوستيکي و اندازه گيري زمان طي شده در ميان آب توسط دستگاه هاي مدرن آکوستيکي هيدروگرافي صورت مي گيرد طراحي دستگاهي و در نتيجه اندازه گيري فواصل زير آبي بر اساس تئوري توليد و انتشار امواج صوتي در آب مي باشد، در کل به چنين دستگاههايي اصطلاحا سونار (sonar) گويند.
عمق يابي scunding
نکته مورد علاقه يک هيدروگراف، تعيين موقعيت افقي يک نقطه از کف دريا مي باشد. راه حل عمومي تعيين موقعيت کف دريا همواره با تعيين موقعيت افقي يک شناور به همراه اندازه گيري فاصله عمودي از کشتي تا کف دريا به صورت عمق مي باشد. بنابرين هر نقطه از کف دريا را مي توان به صورت سه بعدي نشان داد. بايد عمق اندازه گيري شده را نسبت به يک سطح مبنا تعيين نمود. (چارت ريتم:سطح مبناي مورد استفاده در هيدروگرافي)
روشهاي پيشرفته و مدرن تعيين عمق بر اساس اندازه گيري زمان طي شده يک موج صوتي در آب صورت ميگرد. امواج توسط دستگاه بخصوص از کشتي هيدروگرافي به کف دريا ارسال و زمان رفت و برگشت يک موج براي تعيين عمق مورد اندازه گيري قرار ميگيرد.
با داشتن سرعت انتشار امواج صوتي و اندازه گيري زمان رفت و برگشت، عمق بدست ميآيد.
يک عمق اندازه گيري شده با اين روش را ساندينگ گويند. يک عمق اندازه گيري شده که نسبت به يک سطح مبناي بخصوص تصحيح شده باشد را عمق تبديل يافته گويند.
چون بعضي از مناطق مثل درياچه ها و يا خليج فارس به علت بسته بودن از دريا هاي آزاد جذر و مد آنها خيلي کم است از چارت ريتم به عنوان سطح مبنا استفاده نمي شود.
Echo sounder
يک دستگاه الکترونيکي است که با تبديل پالس هاي الکتريکي به پالس هاي صوتي و ارسال آن به درون آب و اندازه گيري زمان رفت و برگشت قادر به تعيين عمق ميباشد.
انواع دستگاه هاي عمق يابي
* depth sounder
* depth lndicator
* echo sounder
* fathometer
* bothymeter
* fish-finder
انواع اکوساندر
* Singel beam echo –Sounder
* Multi beam echo –sounder
* Side scan and oblique sonar
اجزاي اصلي اکوساندر
Transmitter: که توليد کننده موج است.
تبديلTR: که تغيير حالت بين ارسال و دريافت موج را انجام ميدهد.
Transducer: که وظيفه تبديل سيگنال الکتريکي به سيگنال صوتي و ارسال موج صوتي به داخل آب و دريافت موج انعکاسي از کف دريا يا هر جاي ديگر و نيز تبديل مجدد آن به سيگنال الکتريکي را به عهده دارد.
Reciver: سيگنال منعکس شده را تقويت کرده و به سيستم ثبت کننده ميدهد.
Recording: مدت زمان رفت و برگشت موج را اندازه گيري کرده و ان را به عمق تبديل کرده و ثبت ميکند.
Singel beam echo -Sounder
عرض پرتو اين نوع اکوساندرهاي متداول در حدود 30 درجه بود ولي از اوايل دهه 1980 اکوساندرهايي با عرض کمتر از 5 درجه در دسترس قرار گرفتند براي نتيجه گيري بهتر از اين اکوساندرها بايد ترانسديوسر را در مقابل دورانهاي ناشي از حرکت (roll,pitch) ثبت کرد.اکوساندرهي با عرض پرتو کم براي منظورهاي زير استفاده مي شوند:
1. به دست آوردن عمق درست در زير کشتي که در نتيجه آن از اثر خطاي ناشي از شيب بستر در پرتوهاي با عرض زياد جلوگيري ميشود که اين عمق براي ناوبري مطمئن و نيز تهيه نقشه از کف دريا استفاده مي شود.
2. بهبود کيفيت داده ها از نظر صحت و دقت (فاصله نمونه برداري) براي توليد پرتو باريک ,ترانسديوسرها با اندازه بزرگ مورد نياز است. در نتيجه اندازه وسايل بزرگتر و گرانتر مي گردد. اين اکوساندرها با سيستم هاي با پرتو پهن به طور همزمان براي تهيه داده هاي تکميلي استفاده مي شوند.
Multi beam echo -sounder
اين سيستم ها براي افزايش سطح پوشش کف و در نتيجه افزايش بازده استفاده مي شود. هر يک از پرتوهاي باريک يک قسمت از سطح کف را پوشش مي دهند. صحت اندازه گيري ها بهتر از اکوساندر هاي تک پرتو نمي باشد و صحت اندازه گيري ها با افزايش نوار کاهش مي يابد.
Transducer
امواج الکترونيکي را به صوتي تبديل مي کند.
* به برگه اي که علائم عمق يابي روي آن ثبت مي شود اکوگرام گويند.
* به علايمي که روي اکوگرام ثبت شده، trece گويند.
Transmitere(فرستنده)
دستگاهي است که پالس الکتريکي توليد شده را به ترانسديوسر جهت تبديل به پالس صوتي مي فرستد. اين فرستنده شامل يک نوسان ساز کريستالي ميباشد. سيگنال نوسان ساز کريستالي بر حسب ايجادسيگنال با فرکانس مورد نظر تقسيم بندي مي شود.
Transducer
تبديل کننده انرژي الکتريکي به امواج صوتي و بر عکس , فرستنده و گيرنده امواج صوتي ميباشد.
انواع ترانسديوسر
* مغناطيسي
* پيزوالکتريک
* الکتريکي
تعيين سرعت انتشار امواج آکوستيکي
براي تعيين عمق مي بايست سرعت امواج صوتي مورد استفاده در اب در هر نقطه از مسير طي شده امواج شناخته شده باشد. اما در عمل مقدار متوسط سرعت صوت در مسير عمودي امواج مورد استفاده قرار مي گيرد. يک اکوساندر قادر به تعيين دقيق زمان رفت و برگشت يک موج مي باشد. تعيين سرعت متوسط صوت (CM) وظيفه يک هيدروگراف مي باشد.
براي اعمال عمق تعيين شده به اکوساندر جهت اندازه گيري عمق دو روش وجود دارد:
1. روش اول
عرفي مستقيم سرعت صوت به دستگاه اکوساندر و يا تنظيم دستگاه توسط نوسان ساز کريستالي کنترل شده در مقايسه با يک فاصله و عمق معلوم مي دانيم که با تغيير عمق, سرعت صوت نيز تغيير مي کند و بنابرين عمق هاي به دست آمده به مقدار واقعي ان نزديک نخواهد بود. بنابراين يک خطاي سيستماتيک براي تعيين عمق به وجود مي آيد. براي رفع اين مشکل مي بايد، اکوساندر را در عمق هاي ثابت مختلف آزمايش نمود. اين عمل را اصطلاحا بارچک گويند.
2. روش دوم
عبارتست از معرفي يک سرعت ثابت به دستگاه که بعد از عمل عمق يابي با استفاده از تصحيحات تحليلي تغيير سرعت صوت, مي توان عمق را تصحيح نمود.
سرعت صوت بايد با چنان دقتي تعيين شود که خطاي عمق يابي از 1% تجاوز ننمايد يعني Cm
مي بايد در حدود m s4 تعيين شود. براي بر آورده نمودن اين نياز مي بايد، اندازه درجه حرارت و شوري آب به نسبت با دقتي در حدود يک درجه و 0% تعيين شوند.
دستگاه هاي ارسال کننده و گيرنده امواج صوتي در زير آب
* ترانسديوسر Transducer: هم فرستنده و هم گيرنده امواج صوتي که با دو فرکانس کار مي کند و در کشتي نصب مي شود.
* ترانسپوندرTransponder: هم فرستنده و هم گيرنده امواج صوتي است و در کف دريا نصب مي شود.
* ريسپوندر Ressponder: فرستنده امواج صوتي
* Beacoun يا pinger: ارسال کننده پالس هاي صوتي با فرکانس منظم که در کف دريا نصب مي شود.
* هيدروفون hidrophon: گيرنده امواج صوتي ميباشد.
روش هاي بدست آوردن سرعت متوسط صوت (Cm)
بارچک: يک بار چک شامل يک ميله يا نبشي که توسط دو طناب مدرج در زير ترانسديوسرقايق قرار دارد، مي باشد با اندازه گيري (با عمق هاي ثابت و معلوم dt يعني 5m,10m,…,30m) ) توسط اکوساندر و ثبت عمق هاي بدست آمده يعني dm و مقايسه آنها ميتوان سرعت صوت را طبق روش زير بدست آورد.
اين مقدار از سرعت صوت بدست آمده را مي توان هم براي مقاصد فوري وهم براي فرايند بعدي تصحيحات عمق و هم به صورت معرفي به اکوساندر اعمال نمود.
استفاده از سرعت سنج ها يا relocimeter مي باشد:
اندازه گيري مستقيم سرعت صوت در طول مسير انتشار موج بوسيله سرعت سنج مي باشد .سرعت سنج يک وسيله اکوستيکي مي باشد که زمان رفت و بر گشت يک پالس کوتاه آکوستيکي مي باشد که زمان رفت و بر گشت يک پالس کوتاه آکوستيکي را در يک مسير ثابت در طول يک فرستنده و گيرنده اندازه گيري مي کند. اگر يک سرعت سنج در عمق هاي مختلف براي اندازه گيري سرعت در هر عمق مورد استفاده قرار گيرد و سرعت متوسط (Cm) .
اندازه گيري حرارت، شوري، عمق در مسير عمودي براي محاسبه Cm از جدول مربوط:
محاسبه سرعت در اين روش به عنوان تابعي از شوري، حرارت و عمق ميباشد. اين اطلاعات مي تواند به صورت اندازه گيري مستقيم در ناحيه نقشه برداري با استفاده از بطري نانسن و دماسنج هاي مخصوص و يا به صورت اندازه گيري تواما شوري، حرارت و عمق يا S.T.D توسط سنسورها و ثبت کننده ها باشد.
آبخور ترانسديوسر
به واسطه اينکه ترانسديوسر در آب معمولا زير شناور قرار دارد، بايد فاصله سطح آب تا ترانسديوسر را به عمق اندازه گيري شده اضافه نمود.
تصحيح سطح دريا يا جذر و مد
عبارتست از اختلاف سطح واقعي دريا در هر لحظه از زمان اندازه گيري با سطح مبناي انتخابي عمق يابي (DATUM)
عمق واقعي : عمق واقعي از ترکيب عمق اندازه گيري شده و تصحيح آبخور ترانسديوسر و اعمال ديگر تصحيحات مي توان بدست آورد.
دقت عمليات
منابع خطاها در تعيين عمق را مي توان به موارد زير دسته بندي نمود:
* دستگاهي
* محيطي
* شخصي
سيستم هاي تعيين موقعيت آکوستيکي
1- سيستم باز بلند (Long base line system)
در فواصل بسيار زياد از ساحل که سيستم هاي ساحلي نمي تواننددقت هاي مناسبي را براي تعيين موقعيت بدست دهند از روش هاي ديگري بايد استفاده نمود، اين امر بحث استفاده از روشهاي تعيين موقعيت با کمک امواج آکوستيکي به صورت دقيق و همزمان (real time) را طلب ميکند.
Post processing: در دفتر Edit و يک سري کارهاي ديگر برروي داده را Post processing گويند.
ترانسپوندر: هم فرستنده و هم گيرنده هستند.
يک سيستم باز بلند شامل چند فرستنده آکوستيکي که در کف اقيانوس به نحوي که مختصات آن با روشهاي مناسب تعيين شده اند، جهت تعيين موقعيت کشتي که حامل يک گيرنده صوتي به نام هيدروفون است مي شود. يک سيستم باز بلند از اندازه گيري چند طول (3 يا بيشتر ) از کشتي يا زيردريايي نسبت به ترانسپوندر در کف دريا براي تعيين موقعيت مورد استفاده قرار مي گيرد. اين حالت براي موقعي که ناحيه وسيعي از دريا را مي بايد نقشه برداري نمود، مناسب ميباشد.
موقعيت و توجيه مطلق آرايش ترانسپوندرها را ميتوان از طريق سيستم هاي تعيين موقعيت زميني و ماهواره اي مشخص نمود.
با اندازه گيري سه يا بيشتر طول از کشتي به ترانسپوندرها مي توان در يک سيستم سه بعدي مثلث بندي موقعيت شناور را تعيين نموده براي تعيين فاصله کشتي يا زيردريايي از ترانسپوندرها علاوه بر دانستن زمان طي شد سيگنال سرعت انتشار امواج صوتي در آب نيز مورد نياز است.
2- سيستم باز کوتاه (short base line system)
اين سيستم با استفاده از يک ترانسپوندر و در رابطه با يک سري (3 يا بيشتر) از هيدروفن با ترانسديوسر که در زير کشتي نصب شده است مورد استفاده قرار مي گيرد. اين سيستم به واسطه سه عامل زير از دقت کمتري نسبت به سيستم باز بلند برخوردار است:
به واسطه نزديک بودن ترانسديوسرها قدرت تفکيک هندسي سيستم ضعيف ميباشد.
حرکت هاي ترانسديوسرها با سنسورهايي که خود عامل خطا سيستماتيک مي باشد کنترل مي شوند.
پارازيت هاي توليد شده دراطراف ترانسديوسرها سبب ايجاد خطاي سيستماتيک بزرگي مي گردد. اين سيستم معمولا توسط کامپيوتر کنترل ميشود.
موقعيت شناور توسط اختلاف فاز يا اختلاف فاصله به هنگام دريافت امواج سه هيدروفون از يک ترانسپوندر تعيين ميشود.
سطوح مقايسه که در نقشه برداري هيدروگرافي مورد استفاده قرار ميگيرد:
* سطح مقايسه عمق يابي (Sounding Datum)S.D
* سطح مقايسه چارت (Cart Datum)C.D
* سطح مقايسه عمق يابي (Sounding Datum)
جايي که نمي توان چارت ديتوم را جهت جلوگيري از اتلاف وقت استفاده کرد مي توان سطح مبنايي را با 24(h) قرائت تعيين کرد که به ان Sounding Datum گويند.
سطوح مبناي دريايي
*سطح متوسط دريا (Mean Sea Level (M.S.L
سطح متوسطي است که اب دريا اختيار مي کند و با تقريب بسيار خوبي بر ژئوئيد منطبق مي باشد.(با پريود 6 18 سال)
سطح متوسط جزر و مد (Mean tide level (M.T.L
در مطقه بسيار آسانتر و با مشاهدات کمتري از M.S.L بدست ميآيد.
جزر و مد (Tide)
حرکت پريوديک آب درياها و اقيانوسها که ناشي از اثرات اجرام سماوي بخصوص ماه و خورشيد ميباشد.
سيستم تعيين موقعيت جهاني (GPS (Global Positioning System
مشخصه هاي اصلي سيستم
21 ماهواره +3 ماهواره يدکي
داراي پوشش جهاني
قابل اجرا در هر شرايط آب و هوايي
ساختار سيستم GPS
بخش فضايي:شامل ماهواره ها
بخش کنترل:شامل ايستگاه هاي دريايي
بخش استفاده کننده: همان گيرنده است.
تعيين موقعيت کشتي با استفاده از (DGPS (Different Global Position System روش (RTDGPS):
يکي از روشهاي کاهش خطا تعيين موقعيت اني استفاده از DGPS است.
(x,y,z):مختصات ايستگاه مبنا
(x’,y’,z’):مختصات آني ايستگاه مبنا
(x-x’,y-y’,z-z’):ميزان تصحيح

هيدروگرافي | Hydrography مقدمه عمليات هيدروگرافي به کليه عملياتي گفته مي شود که براي بدست آوردن عمق سطح آبي و توپوگرافي کف منطقه انجام مي شود که در گذ ...

هيدرولوژي يا آب شناسي از دو کلمه Hydro به معني آب و Logos به معني شناسايي گرفته شده است. ديد کلي هيدرولوژي علمي است که در مورد پيدايش خصوصيات و نحوه ت ...

دانلود نسخه PDF - هيدروگرافي