نظام مراقبة المياه القصير المدى

تتطلب الإدارة الفعالة لأي نوع من أنواع الأجسام المائية بيانات شاملة ومحدثة عن جودتها الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية. يمكن استخدام نظام المراقبة لجودة المياه قصير المدى (STMS) في الموقع للكشف عن زيادة الملوثات المحددة في الماء. ويستخدم هذا النظام شبكة تحديد تلقائي تقوم باخطار المتلقين المحديدين في الوقت الفعلي . باستخدام نظام رصد جودة المياه قصير المدى (STMS)، يمكن للحدائق الوطنية تحسين قدراتها الإدارية فيما يتعلق بحماية التنوع الحيوي وتغير المناخ، ويمكنها أيضا أن تضع قيمة اقتصادية للموقع مثل تلك
الناتجة من عائدات السياحة.

البنية التحتية التكنولوجية

توفر الكهرباء والاتصال بالإنترنت، ويفضل أن يكون ذلك من خلال شبكات الهاتف، في الموقع المختار لوضع أجهزة الاستشعار.

مكونات الأجهزة المطلوبة هي التالية

1. لعوامة / الصاري: العمق المتاح / سرعة تدفق المياه. يجب أن تكون قادرة على حمل القاعدة الاساسية متعددة المجسات والبطارية والألواح الشمسية (في حالة استخدامها) ومسجل البيانات.
2. وحدة قاعدة متعددة مجسات : تحتاج إلى أن تكون قادرة على حمل المجسات الاستشعار. في حالة أجهزة الاستشعار البصرية ،، يوصى باستخدام المساحات (يشغل أيضا مكانا واحدا في وحدة القاعدة متعددة المجسات).
3. المستشعرات (رؤوس المستشعرات): تعد دقة القياسات والقدرة على الوثوق بها مهمة، لذلك يجب على المستخدمين التأكد من حصولهم على الدقة المطلوبة لتلبية احتياجاتهم. تتطلب أنواع المستشعرات المختلفة صيانة مختلفة – يمكن أن تعملأجهزة الاستشعار لفترة أطول بدون إشراف وليس هناك الكثير مما يجب عمله للصيانة بخلاف تنظيف رؤوسها.
4. مصدر الطاقة: في حالة الألواح الشمسية، ضع في اعتبارك أن الطاقة يجب أن تكون قادرة على شحن البطارية بما فيه الكفاية عند توفر ضوء الشمس. يمكن أن يحسن عدد الألواح الشمسية كمية طاقة الادخال ويمكن أن يؤثر أيضا على النسبة المئوية للوقت الذي تحصل فيه الألواح على ضوء الشمس (تتوفر اعدادات لاتجاهات مختلفة). كما تتطلب الألواح الشمسية منظما يمكنه توفير طاقة ناتجة  مناسبة للبطارية.
5. البطارية: تحتاج البطارية إلى توفير الجهد وقوة التيار الكهربائي الصحيحين لتشغيل النظام. يجب أن تستند قدرة البطارية إلى عمر البطارية المطلوب واجمالي الطاقة المسحوبة من قبل النظام (يتأثر تصريف الطاقة في الغالب بعدد مرات أخذ القياسات ثم إرسالها إلى الخادم).
6. مسجل البيانات: يجب أن يكون متوافقا مع وحدة القاعدة الاساسية المجسات لجمع البيانات من المستشعرات (توافق في التوصيلات). يفضل أن تحتوي على مساحة تخزين داخلية للحالات التي قد لا يتوفر فيها اتصال بالإنترنت. يجب ان يمتلك القدرة على إرسال البيانات إلى الموقع البعيد (الخادم) لتخزينها.
7. وحدة الاتصال بالإنترنت: GSM – 2G / 3G / 4G في معظم الحالات حيث توجد تغطية GSM كافية. يمكن أن تكون متكاملة مع مسجل البيانات. يجب اختيار برنامج مخصص لجمع وعرض وإدارة البيانات التي تم جمعها.

التدريب

يوصى بالتدريب لشرح استخدام البرنامج لجميع المستخدمين المحتملين.

الاستثمار

سيكون تثبيت شبكة من العوامات التابعة لنظام رصد جودة المياه قصير المدى للكشف عن كمية التلوث قد يكون فعالا من حيث التكلفة وأرخص من الطريقة التقليدية في جمع العينات وتحليلها. تم وضع بعض المبادئ التوجيهية لتحليل التكلفة والعائد لتنفيذ نظام الرصد لجودة المياه قصير االمدى؛ تقترح هذه المبادئ مؤشرات التي يجب استخدامها لتقييم فئات التأثير، مثل العوائد، الامتثال للوائح، تكاليف المعالجة في حالة حدوث التلوث، تكاليف الإدارة اليومية وفعالية مراقبة المياه.

المفهوم

يتكون نظام الرصج لجودة المياه قصير المدى من تثبيت عوامة في المياه في المناطق المحمية المراد مراقبتها، وهي مزودة  بقاعدة أساسية متعددة المجسات تعمل على البطارية،لقياس معايير جودة المياه ذات الصلة بالإضافة الى الألواح الشمسية لشحن البطارية، ومسجل بيانات لجميع قيم القياس و مودم GSM لإرسال قيم القياس إلى خادم. يتم إرسال البيانات إلى خادم Parks وإلى الخادم EcoSUSTAIN. وبالتالي، فإن المحميات تتلقى البيانات مباشرة على أجهزة الكمبيوتر الخاصة بها ، ويتم عرضها في الجداول والرسوم البيانية، وإذا كانت القياسات خارج النطاقات المقبولة، يتم إرسال إنذار إلى المستخدمين المعنيين. يتم أيضا نشر البيانات على بوابة EcoSUSTAIN المفتوحة على الإنترنت، حيث يمكن للمستخدمين المصرح لهم إنشاء تقارير دورية، والتي تكون متاحة أيضا للجمهور على البوابة.

توصيات تكرار التنفيذ

تتمثل الخطوة الأولى في اختيار المعلمات المعايير المراد مراقبتها، والتي قد تشمل مجموعة من المتغيرات الفيزيائية (درجة الحرارة، الموصلية و التعكر) والكيميائية (الأوكسجين المذاب و الرقم الهيدروجيني) والمتغيرات الحيوية (الطحالب الخضراء المائلة للزرقة وأصباغ الكلوروفيل – أ). يجب مراعاة عوامل مختلفة مثل تكلفة المجسات وعمرها الافتراضي وقوتها في ظروف محددة اضافة الى متطلبات الصيانة. الخطوة الثانية هي اختيار المواقع لتثبيت العوامات، بنا ًء على عدة اعتبارات مثل الغرض من الرصد وسهولة الصيانة والقرب من الطرق الملاحية. ثم يتم جمع البيانات وإرسالها على ترددات محددة سلفا، والتي يمكن ضبطها وفقا لمتطلبات الدنيا من التوجيه الإطاري للمياه (WFD). ثم يتم عرض البيانات على الشاشة على شكل رسوم بيانية وجداول. يتم اشتقاق القيم الإحصائية من البيانات الأولية (مثل قيم الحد الأدنى والحد الأقصى والمتوسط من الفترة). تتم معالجة البيانات فقط أثناء عرضها داخل التطبيق على أنها بيانات حية أو من خلال التقارير الناتجة، ولكن البيانات نفسها ذات قيمة ويمكن معالجتها بشكل أوسع خارج نظام الرصد لجودة المياه قصير المدى باستخدام أي لمن الأدوات المبتغاة.

قد تتأثر الملاحظات البصرية والتسجيلات التلقائية من خلال الصور / الفيديو بظروف الطقس / البحر. قد تكون التكاليف مرتفعة عند استخدام أوعية بحث مخصصة. علاوة على ذلك، لا يمكن اكتشاف سوى النفايات البحرية التي يزيد حجمها عن 20 سم من السفن والطائرات الكبيرة . أخيرا، قد يكون من الصعب تقييم بعد الأشياء الموجودة في البحر؛ للتغلب على هذه المشكلة، يقترح البروتوكول استخدام مسطرة مع سلسلة من الطول الثابت، وقياس الطول الظاهر للغرض ودرجة المسافة من خط الأفق، من أجل الحصول على تقدير لحجم الكائن الحقيقي. قد يعتمد رصد الابتلاع على الانتشار الجغرافي للأصناف وتوافر الحيوانات.

النتائج الكمية

يسمح تطبيق البروتوكول بجمع بيانات متسقة ومتماسكة وقابلة للمقارنة بشأن النفايات البحرية العائمة على نطاق واسع (أي على مستوى حوض البحر المتوسط) وعلى النطاق المحلي (أي على مستوى المناطق البحرية المحمية)، وعلى ابتلاع الحيوانات للنفايات البحرية.

احتمالية النقل

تم تطوير البروتوكول خصيصاً للبحر المتوسط، ولكن يمكن استخدامه ايضا لجمع بيانات النفايات البحرية في المناطق البحرية الأخرى.

• في محمية البوفيرا الوطنية، تم إجراء أكثر من 4000 قياس من 6 معايير مختلفة في عام واحد. باستخدام هذه البيانات، يمكن للباحثين دراسة التغيرات في معايير المياه فيما يتعلق بالظروف الجوية.

• بفضل تطبيق نظام الرصد لجودة المياه قصير المدى، تمكنت محمية Krka الوطنية من جمع سلسلة بيانات مستمرة للمرة الأولى على مدار 24
  ساعة يوميا في كل موسم. هذه السلسلة من البيانات مفيدة للغاية، ليس فقط للمحمية، الذي بات يمتلك للمرة الأولى بيانات مراقبة جودة المياه، ولكن أيضا لصناع القرار الآخرين الذين يقومون بإجراء الأبحاث أو أخذ العينات في المنطقة.

يمكن العثور على البيانات التي تم جمعها من أجل المواقع التجريبية الأربعة والمعلومات المرتبطة بها في العارض المكاني الذي أنشأه المشروع: http://ecosustain.info