Manual On Hydrography

[Mohamed Hashem]

بسم الله الرحمن الرحيم

أعزائى يبدو أن مقالاتى طويلة بعض الشئ ولكن هذا من تحمسى لعرض هذا الفرع من علوم المساحه بشكل جيد وبدون الاختصارات التى عانيت منها فى بداية حياتى العملية والتى تبتر المضمون فكانت تأتينى المعلومه كقطع البازل فلم تتضح الصورة إلا بعد فترات طويلة من البحث .. على أيه حال هى عمل بشر يتحمل النقص والعيب ، وبمشاركتم وتعليقاتكم ومناقشاتكم نصل بها لمستوى أفضل وأنا فى إنتظاركم
والآن إلى المقالة الرابعة فى سلسلة قراءات فى مانيوال الهيدروغرافيا

العمل فى جس الأعماق بالصدى Echo Sounder Operation

يتم عمل المساحة الباثيمترية bathymetry عن طريق أخذ جسات الأعماق بالإيكوسوندر وفى نفس الوقت موقع تلك المواضع التى أخذت جسات لها بأى جهاز لتحديد الموقع

In bathymetry, the object to be positioned is frequently the seabed. Usually, the horizontal position of a surface vessel is obtained first, and then the distance between the vessel and the seabed,

وكما سبق فإن العمق المقاس يتم بقياس فرق الزمن الذى استغرقته النبضة فى رحلتها من المذبذب إلى قاع البحر وارتداد صداها مرة إلى المذبذب وعليه يكون العمق = سرعة النبضة × زمن الرحلة / 2 لأن النبضة قطعت العمق مرتين ذهابا وعودة

A basic echo sounder, used to measure the pulse's two-way travel time through the water column,

انظر الصورة التالية

التركيب العام لأجهزة الإيكوسوندر

انظر الصورة التالية

1) :transmitter / receiver وحدة مرسل/مستقبل يقوم بتمرير الطاقة الكهربية إلى المذبذب ويرسل وقت إطلاق النبضة إلى وحدة التسجيل
2) مذبذب Transducer مثبت فى قاع السفينة يقوم بتحويل الطاقة الكهربية إلى نبضة صوتية ويرسلها فى الماء ثم يقوم باستقبال الصدى المرتد من القاع ويحولها إلى تيار كهربى ثانية
3) Amplifier دائرة استقبال النبضة المرتدة وتقوم بتكبير الإشارة وإرسالها إلى وحدة التسجيل (وأحيانا يسمونها وحدة الإظهار ) مع تحديد وقت الارتداد وإرساله إلى وحدة التسجيل
4) Recorder وحدة التسجيل وتقوم بحساب فرق الوقت الذى قطعته النبضة ومن ثم تحسب العمق الذى يساوى سرعة النبضة × زمن الرحلة / 2 لأن النبضة قطعت العمق مرتين ذهابا وعودة ، وتقوم أيضا بإظهار ذلك على وحدة الإظهار (وتكون عادة رول ورق يشبه المستخدم فى أجهزة الفاكس) ... وتتكرر تلك العملية بتردد عالى (أي أنها تكرر فى الثانية الواحدة مئات المرات)
وفى الأجهزة الحديثة يمكنك إختيار ما بين استخدام نبضه صوتية ذات تردد عالى أو منخفض
التردد المنخفض يناسب الأعماق الكبيرة – لماذا ؟ - ويحتاج إلى مذبذبات كبيرة الحجم
التردد العالى يناسب الأعماق الصغيرة والضحلة ويستخدم مذبذبات أصغر حجما
فى الأعماق الصغيرة عادة يتم استقبال صدى النبضة الأولى قبل أن يتم إطلاق النبضة الثانية ولكن فى الأعماق الكبيرة يتم إطلاق العديد من النبضات قبل أن يصل صدى النبضة الأولى وذلك للتغلب على فشل أحد تلك النبضات فى الارتداد (بسبب تشتتها كليا فى القاع أو تضاؤل شدتها قبل الوصول للقاع )
يجهز المستقبل بوحدة تسمى Time Varying Gain والتى تقوم بخفض كمية الإشارات الواصلة للمستقبل بعد وقت إطلاق النبضة الأم مباشرة وذلك فما يسمى بفلترة الأصداء المنعكسة الغير مرغوب فيها ، كذلك لابد أن يكون عرض حزمة الإشارات التى يستطيع تلقيها bandwidth المستقبل كافى لاستقبال الأصداء المنعكسة أثناء حركة سفينة المسح فيما يسمى بالـ Doppler shift (سنشرح تلك النقطة لاحقا)
انظر الصورة التالية

من المصطلحات المتعارف عليها ما يسمى resolution ويقصد بها دقة الجهاز فى قياس العمق و بمعنى أدق قدرة الجهاز على كشف الأهداف وتتأثر تلك الدقة بالعوامل الآتية:
فترة النبضة plus period
زاوية سقوط النبضة على الهدف plus incidence angle
طبيعة الهدف (قاع البحر ، أسراب السمك ، نباتات قاع البحر الخ) seabed
عرض حزمة الإرسال band width
وتقدر أقل إمكانية تمييز للإيكوسوندر بنصف طول النبضة ، فلو كان هناك جسمين منفصلين والمسافة بينهما أقل من نصف طول النبضة واستطاع الجهاز رصدهما فسيظهران كهدف واحد أما إذا كان الجسمان منفصلان عن بعضهما بمسافة أكبر من نصف طول النبضة فسيظهران كجسمين منفصلين two separate echoes يتضح ذلك من الشكل السابق فمثلا نفترض أن تردد النبضة 15 كيلو هرتز وتستمر لفترة 1 مللى ثانية – عمرها 1 مللى ثانية – وعلى اعتبار أن سرعة الصوت فى ماء البحر تساوى 1500 متر / ثانية وعليه فإن الطول الموجى للنبضة = 1500 م/ث ÷ 15000 هرتز = 0.1 متر ويكون طول النبضة = 1.5 متر وعليه فإن أقل أبعاد لهدف يمكن رصده هو 75 سنتيمترا وللحديث بقية ..
أشكركم على متابعتكم
شكرا