Specjalny elektroniczny system zastąpi niebawem ręczne pomiary poziomu wód podziemnych. Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy unowocześnia swoją sieć obserwacyjno-badawczą. Już teraz Informacje z kilkuset punktów pomiarowych zdalnie trafiają do bazy danych Instytutu. W ciągu trzech lat liczba takich instalacji ma się podwoić.
Nowy system używany przez państwową służbę hydrogeologiczną (PSH) jest jednym z największych tego rodzaju w Europie. PIG-PIB, który pełni funkcję PSH, ma już 350 punktów obserwacyjno-badawczych wyposażonych w automatyczną aparaturę pomiarową. W każdym z nich, bezpośrednio w otworze badawczym, zainstalowano moduł transmisji danych GSM/GPRS oraz sondę pomiarową. Zbiera ona informacje o głębokości położenia zwierciadła wód podziemnych (mierzonej w metrach z dokładnością do 0,1 mm), temperaturze wody podziemnej (z dokładnością 0,1ºC) oraz ciśnieniu atmosferycznym. Dane te są przekazywane zdalnie do Bazy Pomiarów Automatycznych (PA) na serwerze Instytutu. Obsługę urządzeń i zarządzanie danymi umożliwia specjalny program komputerowy.
Urządzenie do automatycznego pomiaru zwierciadła wód podziemnych zamontowane na stacji hydrogeologicznej w Leszczach I/999/4 (fot. archiwum SOBWP)
Nieduże rozmiary zestawu pomiarowego umożliwiają jego montaż w rurach o średnicy 50 mm. Wbudowany w urządzenie rejestrator może zgromadzić nawet 57 tys. odczytów, które za pośrednictwem telefonii komórkowej trafiają bezpośrednio do bazy danych. Obecnie, w fazie testowej systemu, pomiary są wykonywane co godzina. Komunikacja z aparaturą pomiarową może się odbywać dwukierunkowo, co umożliwia zarówno zdalne odczytanie rejestrów, jak i konfigurację urządzeń. Takie rozwiązanie pozwala na elastyczne zarządzanie siecią obserwacyjną, a przede wszystkim daje bezpośredni dostęp do danych pomiarowych oraz zmian konfiguracyjnych bez konieczności wyjazdu w teren. Poniższy rysunek przedstawia schematycznie zasadę działania sieci pomiarów automatycznych.
Schemat automatycznego systemu pomiarowego
Zaletą systemu są dokładność, niezawodność pomiaru i natychmiastowy dostęp do wyników. Żywotność baterii zestawów badawczych sięga nawet 10 lat. W najdłużej działających (od 2013 roku) poziom zużycia baterii nie przekroczył jeszcze 10 proc. W ciągu najbliższych trzech lat PIG-PIB planuje instalację automatycznej aparatury pomiarowej w kolejnych 350 punktach sieci monitoringu wód podziemnych.
Do niedawna monitoring opierał się wyłącznie na pomiarach dokonywanych przez zespół około tysiąca obserwatorów terenowych. Wykonywali oni pomiary manualnie, a następnie raz w miesiącu przesyłali wyniki do Instytutu za pośrednictwem poczty. W sieci monitoringowej PIG-PIB obecnie znajduje się 1179 punktów I i II rzędu. Punkty I rzędu, nazywane stacjami hydrogeologicznymi, obejmują kilka zlokalizowanych blisko siebie otworów, w których są obserwowane wszystkie poziomy wodonośne występujące na danym terenie. Punkty II rzędu to pojedyncze otwory lub źródła. W tych pierwszych pomiary manualne położenia zwierciadła wody podziemnej są prowadzone codziennie, w tych drugich – raz w tygodniu, w każdy poniedziałek. Zarówno w punktach I, jak i II rzędu obowiązuje ta sama godzina pomiaru – 6.00 czasu uniwersalnego. Dzięki zautomatyzowaniu pomiarów czas ich wykonania i transmisji danych do bazy może być dowolnie zaprogramowany dla poszczególnych urządzeń pomiarowych. Wyniki nie są zaś obciążone błędem człowieka.
Podobne automatyczne systemy są wykorzystywane w krajach europejskich, takich jak Holandia, Dania, Finlandia, Austria czy Łotwa, a także w Chinach i Rosji. Urządzenia pomiarowe z powodzeniem pracują tam w trudnych warunkach atmosferycznych, np. w okolicach Archangielska w Rosji i w Urumczi w północno-zachodnich Chinach.
Autorzy: Agnieszka Brzezińska, Rafał Janica, Jacek Otwinowski
