امکان‌سنجی پایش بهنگام و خودکار رود‌های ایران با استفاده از فناوری تیکه‌نگاری صوتی رودالی 50 کیلوهرتز

فنّ تیکه‌نگاری صوتی (ت‌ص موسوم به اِی‌تی) یکی از روش‌های نوآورانه پایش بهنگام رودخانه‌ها است. در این مطالعه به معرفی و بررسی دقت اندازه‌گیری سرعت جریان با استفاده از دستگاه‌ تیکه‌نگاری صوتی رودالی 50 کیلوهرتز مناسب برای رودخانه‌های کم‌عرض (اکثر رودخانه‌های ایران) و مقایسه عملکرد آن با دستگاه‌های تیکه‌نگاری صوتی رودالی 30 کیلوهرتز که در رودخانه‌های عریض مورد استفاده قرار می‌گیرد، پرداخته شده است. نتایج نشان دادند که دستگاه‌های تیکه‌نگاری صوتی 30 و 50 کیلوهرتزی در رودخانه‌هایی با عرض 40 متر، به‌ترتیب دقتی معادل 4 و 2/5 سانتی‌متر بر ثانیه دارند. هم‌چنین در رودخانه‌هایی با عرض 100 متر، دقت اندازه‌گیری سرعت جریان به‌ترتیب 2 و 1 سانتی‌متر بر ثانیه است. متعاقباً، در رودخانه‌هایی با عرض 200 متر، دقت اندازه‌گیری سرعت جریان آب به‌ترتیب 1 و 0/7 سانتی‌متر بر ثانیه به دست آمد. بنابراین، در فنّ تیکه‌نگاری صوتی با افزایش عرض رودخانه، دقت اندازه‌گیری جریان افزایش می‌یابد. اما محاسبات حداکثر مسافت انتشار صدا با فرض عدم وجود ذرات معلق در آب برای بسامدهای 30 و 50 کیلوهرتز به‌ترتیب تقریباً 2000 و 1200 متر به‌دست آمد. براساس نتایج این مطالعه به‌کارگیری دستگاه تیکه‌نگاری صوتی رودالی 50 کیلوهرتز در رودخانه‌های با عرض بزرگ‌تر از 40 متر توصیه می‌شود.

Feasibility Study of Real-time and Automated Monitoring of Iranian Rivers using 50-kHz Fluvial Acoustic Tomography System (Research Article)

Acoustic Tomography (AT) technique is an innovative method for realtime river monitoring. In this study, not only the accuracy of flow velocity measurement using 50 kHz AT system which is appropriate for narrow rivers (most Iranian rivers) is evaluated, but also its performance is compared with 30 kHz one which is used in wide rivers. The comparison results showed that the velocity resolutions of 30 and 50kHz AT systems for rivers with a width of 40 meters are 4 and 2.5 cm/s, respectively. Correspondingly, applying the systems in a 100m river width, the resolutions improved up to 2 and 1 cm/s, respectively. Subsequently, the systems have resolutions as much as 1 and 0.7 cm/s in rivers with a width of 200 meters. As a result, the measurement resolution of AT technique enhances with respect to the river width. However, calculations of the maximum sound propagation distance, assuming that there are no suspended particles in the water for frequencies of 30 and 50 kHz, were approximately 2,000 and 1,200 meters, respectively. According to the results of this study, the utilization of the 50kHz AT system in rivers larger than 40 meters wide is recommended.