ในงานสำรวจหยั่งน้ำ Bathymetric survey ที่เกี่ยวข้องกับงานก่อสร้าง ซึ่งบางงานต้องการ Accuracy ถึงระดับหลักเซนติเมตร งานก่อสร้างทางทะเลเช่นงานถมทะเล (Reclamation) ตลอดจนงานขุดลอก (Dredging) โดยเฉพาะงานขุดลอกถ้าเป็นงานใหญ่ๆระดับปริมาณขุดลอกเป็นล้านคิวขึ้นไป หรือถ้าปริมาณขุดลอกระดับสิบล้านคิวถือว่าเป็นงานใหญ่มากและซีเรียสเรื่อง Accuracy พอสมควร
ความเร็วเสียงในน้ำ (Sound Velocity)
โจทย์ก็คือจะทำอย่างไรให้งานสำรวจหยั่งน้ำได้ความถูกต้องขนาดนี้ สำหรับเครื่อง Echo sounder จัดเป็นอุปกรณ์ในตระกูลโซนาร์ ที่ปล่อยคลื่นโซนาร์ลงไปในน้ำและรับคลื่นที่สะท้อนมา จากสูตร s = vt เมื่อทราบเวลาหารสอง (t/2) ก็สามารถคำนวณระยะทางหรือความลึกได้ ถ้าเรารู้ความเร็วเสียง แต่มันไม่ง่ายขนาดนั้นเพราะความเร็วเสียงไม่ได้คงที่ตลอดความลึก ความเร็วเสียงขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ความดัน และความเค็มในกรณีเป็นน้ำทะเล
การทำบาร์เช็คเพื่อหาค่าความเร็วเสียง (Sound velocity by Bar-check)
ถ้าเป็นพื้นที่ก่อสร้างที่น้ำไม่ลึกมากน้อยกว่า 10 เมตร เราสามารถหาความเร็วเสียงนี้ได้จากการทำ “Bar check” โดยการนำแผ่นเหล็กทรงกลมเจาะรูเพื่อให้น้ำผ่านเข้าออกได้สะดวก จากนั้นตรงแกนกลางของวงกลมจะทำแกนเหล็กเพื่อคล้องกับโซ่ เช่นแผ่นวงกลมขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 30 ซม. ข้อดีคือน้ำหนักเบา สามารถใช้ทำบาร์เช็คที่ระดับน้ำตื้นได้สะดวก สามารถพกไปกับเรือเล็กๆได้
สำหรับน้ำลึกมากกว่า 10 เมตร จะใช้แผ่นเหล็กสี่เหลี่ยม คล้องด้วยโซ่ที่สี่มุม ส่วนแผ่นสี่เหลี่ยมจะทำให้มีขนาดใหญ่กว่าเช่น 40 ซม. x 80 ซม. ที่สามารถใช้สองคนยกได้ หรือบางครั้งแผ่นสี่เหลี่ยมขนาดใหญ่ใช้การยกขึ้นลงด้วยรอกหรือวินช์ของเรือ
ข้อจำกัดของการทำบาร์เช็ค คือไม่สามารถทำได้ลึกมาก ถ้าเป็นแผ่นสี่เหลี่ยมสามารถลงไปได้ถึง 15-20 เมตรก็นับว่าเต็มกลืนแล้ว
หลักการทำบาร์เช็คจะมีการป้อนตัวเลขที่เครื่อง Echo sounder อยู่สองค่าคือ ค่า Draft ของหัวทรานสดิวเซอร์ และความเร็วเสียงใต้น้ำ ค่า Draft จะป้อนเมื่อหย่อนแผ่นเหล็กไปใต้หัวทรานสดิวเซอร์ นิยมที่ความลึก 2 เมตร จากนั้นทำการปรับค่า Draft ขึ้นลง บวกลบ 1 ซม. จนค่าที่อ่านจาก Echo sounder ได้ตรง 2.0 เมตร
จากนั้นหย่อนแผ่นเหล็กลงไปที่ความลึกสูงสุด เช่นความลึก 10 เมตร เราจะหย่อนแผ่นเหล็กไปที่ความลึก 9 เมตร (10 เมตรไม่ได้จะติดพื้น) ตรงนี้เราจะป้อนค่าความเร็วเสียงไปที่ Echo sounder ปรับค่าจนค่าที่อ่านได้ 10 เมตรพอดี จากนั้นทำการยกแผ่นเหล็กขึ้นครั้งละ 1 เมตรหรือ 2 เมตร ระหว่างนี้จะมีค่า error เกิดขึ้นเช่น หย่อนแผ่นเหล็กไปที่ 8 เมตร ในเครื่อง Echo sounder อาจจะอ่านได้ 7.98 เมตร หรือ 8.02 เมตร ถ้าค่า error อยู่ระหว่าง 1-2 ซม. ยังถือว่าดี จากนั้นยกแผ่นเหล็กขึ้นไป ทำการอ่านและบันทึก
ถ้า error มันเยอะเกินไปให้ลองหย่อนแผ่นเหล็กที่ความลึก 2 เมตร ทำการปรับ Draft ใหม่ แล้วก็หย่อนไปที่ความลึกเกือบสุดป้อนค่าความเร็วเสียงอีกครั้ง
การวัดความเร็วเสียงด้วยอุปกรณ์ SVP
หลักๆเครื่องวัดความเร็วเสียงใต้น้ำที่ผมเจอมา จะเป็นลักษณะแท่งทรงกระบอก ข้างในบรรจุด้วยเซ็นเซอร์สองอย่างคือตัววัดความลึกจากความดันและอีกตัวคือตัววัดความเร็วเสียง หรือจะมีเซ็นเซอร์ตัวอื่นเช่นวัดอุณฆภูมิติดมาด้วย ส่วนใหญ่จะออกแบบคล้ายๆกัน คือด้านบนจะมี Adapter ที่สามารถต่อมายัง com port ได้เพื่อต่อเข้ากับคอมพิวเตอร์ตรงอะแดปเตอร์ตรงนี้สามารถปิดด้วยจุกยางและซีลอย่างดีเพื่อกันน้ำเข้า
ในการใช้งานเราจะปิดด้วยจุกยาง ผูกเชือกแล้วหย่อนอุปกรณ์ไปเรื่อยๆ จนถึงระดับที่เราต้องการ หรือถ้าน้ำไม่ลึกนิยมหย่อนลงไปถึงระดับ seabed สำหรับอุปกรณ์นี้ไม่ต้องห่วงเรื่องความลึก เพราะทุกระดับที่เราหย่อนไปเครื่องจะบันทึกความลึกและวัดความเร็วเสียงให้ตลอดต่อเนื่อง เมื่อหย่อนถึงความลึกที่ต้องการ จะดึงเชื่อกกลับจนถึงผิวน้ำ ดึงจุกยางออก เสียบด้วยอะแดปเตอร์ com port ต่อเข้ากับคอมพิวเตอร์ ทำการโหลดข้อมูลด้วยโปรแกรมของผู้ผลิต
จะได้ข้อมูลออกมาที่มีความลึกและความเร็วเสียงใต้น้ำ ไปจนถึงระดับน้ำที่ลึกที่สุด
การประมวลผลข้อมูล Bathymetric Survey
สำหรับโปรแกรมชั้นนำที่ประมวลผลข้อมูล Bathymetric survey ทั้งหลายจะมี options นี้ ยกตัวอย่าง Hypack จะให้เลือกว่าจะป้อนความเร็วคงที่ที่ป้อนมาตอนบาร์เช็ค หรือจะป้อนข้อมูล SVP ที่เป็นไฟล์
เมื่อประมวลผลเสร็จแล้ว สามารถ export ข้อมูลความลึกที่แสดงการปรับแก้เช่นปรับแก้ระดับน้ำ (Tide correction) และความเร็วเสียง (Sound velocity correction) ตารางด้านล่างจะเห็นความลึกที่ระดับ 8 -16 เมตร ความลึกจะถูกแก้ +0.01 m ส่วนความลึก 0- 8 เมตร ไม่มีการปรับแก้แต่อย่างใด
ถ้าสามารถทำบาร์เช็คได้ถึงความลึกที่ต้องการ เช่นพื้นที่สำรวจความลึกเฉลี่ย 10 เมตร ถ้าสามารถทำบาร์เช็คได้ถึง 9 เมตรก็พอแล้ว ถ้าพื้นที่สำรวจลึกมากกว่า 10 เมตร ควรพิจารณาใช้อุปกรณ์ SVP เพื่อให้ได้ความลึกที่ถูกต้อง โปรดติดตามตอนต่อไปครับ