Nowy system do szybkiej analizy dna jezior, stawów, zbiorników retencyjnych i rzek
Naukowcy z Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach, we współpracy z firmą Maximapa Sp. z o.o., zaprojektowali nowy system do wykonywania szybkich i dokładnych pomiarów dna różnych zbiorników wodnych, który może być wykorzystywany przede wszystkim w miejscach niedostępnych dla standardowych urządzeń. Rozwiązanie w postaci wzoru użytkowego zostało objęte ochroną patentową.
– Nasz zespół od wielu lat zajmuje się tworzeniem modeli akwenów, dzięki którym łatwiej zarządzać tego typu obiektami. Na podstawie różnych pomiarów możemy ocenić, czy są bezpieczne np. dla celów turystycznych. Potrafimy również oszacować poziom ryzyka związany ze zjawiskami suszy czy powodzi w kontekście funkcjonowania zbiorników – mówi dr Bartosz Łozowski ze Śląskiego Centrum Wody UŚ (ŚCW), współautor wzoru użytkowego. – Warto pokreślić, że prowadzimy badania nie tylko jezior, stawów czy zbiorników retencyjnych, lecz również rzek – dodaje.
Jednym z przykładów takich prac było wykonanie mapy głębokościowej stawu Morawa w Katowicach, przy którym w czerwcu 2022 roku otwarta została nowa stanica żeglarska. Dzięki rewitalizacji przestrzeni na mapie województwa śląskiego pojawiło się nowoczesne miejsce dla miłośników sportów wodnych. Autorzy projektu mieli na uwadze przede wszystkim bezpieczeństwo dorosłych, młodzieży i dzieci korzystających z obiektu, dlatego właśnie jednym z działań służących temu celowi było dokładne zbadanie ukształtowania dna pobliskiego zbiornika.
– Bardzo często zaczynamy nasze badania od wykonania pomiarów batymetrycznych, które służą poznaniu ukształtowania czaszy interesującego nas zbiornika wodnego. Uzyskane dane pozwalają wyznaczać miejsca prowadzenia kolejnych etapów badań – wyjaśnia dr Bartosz Łozowski.
Jako przykład podaje zbiornik Łąka zlokalizowany w Gminie Pszczyna, także będący przedmiotem zainteresowań ekspertów z ŚCW. – Okazało się, że na pierwszy rzut oka jednorodna niecka zbiornika była przedzielona niewidocznym z brzegu wałem. W rzeczywistości mieliśmy więc dwa subbaseny, między którymi woda mieszała się bardzo wolno, co z kolei powodowało znaczne zróżnicowanie parametrów fizykochemicznych w obrębie jednego zbiornika. Wiedza o tym przełożyła się na wybór właściwych punktów pomiarowych w czasie badań zagrożeń związanych z dopływem biogenów do akwenu – mówi biolog z Uniwersytetu Śląskiego.
W rzeczywistości wykonywanie pomiarów dna w przypadku niezbyt głębokich akwenów okazuje się nie lada wyzwaniem dla naukowców. Jest to o tyle ważne, że, jak przyznaje biolog, takich płytszych zbiorników jest w województwie śląskim całkiem sporo. – Jako przykład mogę podać Jezioro Paprocańskie o średniej głębokości około 1,6 m. W tym miejscu opracowywaliśmy profil wody dla przyszłego kąpieliska, w przypadku którego bezpieczeństwo użytkowników ma szczególne znaczenie – mówi naukowiec. – Warto wspomnieć również o rzekach, Wiśle i Odrze, które badaliśmy w ramach dwóch wypraw naukowo-badawczych, odpowiednio w 2021 i 2022 roku. Naszym celem była ocena jakości wód rzek na całej ich długości. Nic więc dziwnego, że po drodze mieliśmy do czynienia zarówno z głębszymi, jak i płytszymi odcinkami – dodaje naukowiec.
Aby przyspieszyć proces wykonywania pomiarów na różnych głębokościach, naukowcy z ŚCW we współpracy z firmą Maximapa Sp. z o.o. zaprojektowali specjalny modułowy system, który służy pobieraniu danych, szczególnie, z trudniej dostępnych miejsc. – Dzięki niemu tworzenie trójwymiarowych modeli dna akwenów jest o wiele prostsze – komentuje naukowiec.
System składa się z dwóch jednostek-matek. Pomiędzy nimi znajdują się około półtorametrowe pontonowe łódki, do których podłączone są różne urządzenia pomiarowe, w tym sonary czy moduły GPS.
– Wszystko zależy od tego, co chcemy badać i jak rozległa przestrzeń nas interesuje. Liczba pontonowych łódek może się bowiem zmieniać. Dzięki takiemu rozwiązaniu w jednym momencie, na dużej powierzchni, możemy zgromadzić dane dotyczące np. temperatury wody, struktury osadów, liczby i rozmieszczenia organizmów, ukształtowania dna czy zanieczyszczeń. Dzięki naszemu systemowi czas pracy skraca się czasem nawet z kilku dni do zaledwie kilku, kilkunastu godzin. Jednocześnie pontonowe łódki mogą wpłynąć w niedostępne dla większych jednostek miejsca – podkreśla dr Bartosz Łozowski.
Modułowe rozwiązanie jest stosowane przez naukowców z ŚCW w pomiarach batymetrycznych od kilku lat, co potwierdza jego potencjał i skuteczność. Z wykorzystaniem systemu zostało zbadanych kilkanaście zbiorników oraz trudne śląskie odcinki rzek – Wisły i Odry.
Autorami wzoru użytkowego są naukowcy ze Śląskiego Centrum Wody UŚ: dr hab. Andrzej Woźnica, prof. UŚ, dr Bartosz Łozowski i dr Andrzej Pasierbiński oraz Jakub Karpiński z firmy Maximapa Sp. z o.o.
