Undervattensmätning

Marcus Höök, [email protected], Clinton mätkonsult AB

Sjömätning, bottenkartering, lodning, det finns många sätt att beskriva det vi gör för att skapa en bild av det som döljer sig under vattenytan. Ända sedan vi människor först gick till sjöss har det funnits ett behov av att kartera de ibland så förrädiska vattnen.

Under århundradena har vi samlat in och bytt information om grund, vrak, leder, passager och farbara vatten. Denna infor mation har varit och är än idag en livsnödvändig handelsvara ,inte minst för vår infrastruktur. En gång i tiden var denna vara främst nödvändig för de fartyg som seglade över haven. Idag är den så mycket mer. signalen skapas en skugga bakom objektet. Med hjälp av den skuggan kan vi beräkna objektets höjd med hjälp av Pythago ras sats. Längden på objektet kan vi också beräkna eftersom vi vet vår egen fart genom vattnet. Dessa bilder är ovärderliga för att möjliggöra detektering och identifiering av det som finns på botten. Givetvis är arbetet svårt ibland och för att tolka bilderna krävs inte bara kunskap utan också erfarenhet. Ett tränat öga har avsevärt bättre möjligheter att korrekt identifiera ett objekt. Sjöledningar, elkablar, fiberoptik, pipelines och vindkraftverk i våra havsmiljöer behöver alla en korrekt och tillförlitlig inmät ning av bottentopografin för en lyckad projektering. För att möta dagens behov av en snabbt växande infrastruktur är lösningar till havs många gånger enklare och ibland den enda möjliga lösningen. Metoderna för att skapa sig en bild av bottentopografin är un der ständig utveckling. Från handlodet följt av ekolodet, som utvecklades till ett noggrannare singelbeamekolod, till dagens multibeamekolod. En sjömätning över ett hamnområde, som ti digare kunde ha varit inmätt med ett hundratal mätpunkter med hjälp av ett handlod eller ett ekolod, kan idag har flera hundra tusen mätpunkter tack vare multibeamekolodet, vilket ger en fantastiskt noggrann bild. Med dagens teknik kan vi skapa 3D modeller över undervattenstopografin och göra volymberäk ningar för tänkta muddringar. Vi kan skapa en artificiell ledning för att se hur den bäst ska konstrueras och/eller placeras på botten. Vi kan simulera en tunnelkonstruktion som skall byg gas på botten. Dessa tredimensionella topografiska kartor är en förutsättning för att vi ska kunna utveckla infrastrukturen på ett bra sätt. För att skapa en bild av botten i syfte att identifiera objekt an botten och sänder kontinuerligt ut signaler sidledes och bott nens återkoppling mäts med en grad av signalstyrkan som ska vänds side scan sonar. Den släpas efter båten en bit ovanför par en bild av botten, som vid första anblick närmast påminner om ett fotonegativ. När sonaren dras över botten är höjden över botten känd och avståndet till de objekt som träffas är även det känt. När ett objekt som sticker upp från botten träffas av

Arbeten med ROV i Stockholm

Botten, vad är det egentligen som faller in under begreppet bot ten? De flesta av oss har hört uttrycket: en bottenlös sjö. För att identifiera var botten är och hur den är uppbyggd med olika lager ända ner till berg, använder vi ett penetrerande ekolod, som med låg frekvens tar sig igenom bottnens ytskikt för att identifiera de underliggande lagren. Då vi talar om olika typer av bottnar är det främst olika lager av bottenmaterial som vi talar om. Till de mjukare materialen hör olika typer av sediment, från vattniga bottnar till mjukare lera. Sedimentet kan vara upp delat i olika lager härstammande från olika tidsåldrar. Till de hårdare materialen hör kross, sten och berg. Dessa är förstås av intresse för den som skall påla eller bygga bärande kon struktioner. Bland dessa olika lager kan det finnas föroreningar t.ex. från en sedan länge nedlagd industri. Med hjälp av detta ekolod kan vi identifiera stora och små områden av kontamine rade sediment.

16 SINUS 2 2012

Gemensamt för dessa tre, multibeam, side scan sonar och det penetrerande lodet är att de mäter i vattnet med hjälp av ljud vågor. De kompenseras med en ljudhastighetsprofil för ljudets utbredning i vattnet då vattnets densitet varierar beroende på temperatur, salthalt och strömmar. Positionen säkerställs med hjälp av GPS som är RTK korrigerad. För multibeamen korrige ras även roll, pitch och hiv med hjälp av en MRU, en rörelse sensor som beräknar hur båten ligger i vattnet.

Kombinationen av dessa tre mätsystem ger oss en mycket bra bild av hur det ser ut på botten och vilka förutsättningar som råder för området. När vi har sjömätt ett område skapar vi en 3D-modell där vi ritar in sjöledningar, vrak, objekt och klassar bottentypen i polygonområden. Vi kan även drapera bilder från side scan sonaren. Olika lager av botten kan separeras för att urskilja de olika materialen, som det penetrerande ekolodet har identifierat. Vi kan också skapa muddringsmodeller för maskin styrning.

Skulle det ändå vara oklart vad som finns på botten kan vi göra en närmare inspektion av objekten eller av befintliga konstruk tioner, pipelines, sjöledningar mm. med en ROV (remote- ope rated-vihecle). Det är en undervattensrobot med videokamera och en gripklo, med vars hjälp vi kan utföra enklare arbeten. Miljön under vattnet kan fortfarande vara förrädisk, men idag har vi tekniken för att upptäcka och förbereda oss på vad som döljer sig under vattenytan. För de stolta fartyg som för länge sedan seglade över haven var havsdjupen under dem ett mys terium. Som sjömätare delar man arbetsplats med dessa gamla skepp och det händer att jobbet en vacker dag bjuder på en inblick rakt in i vår gemensamma historia. Modern sjömätning är tack vare teknikens hjälp inte ett mysterium, men det är alltid ett äventyr!

Grundläggningsarbeten för Söderströmstunneln i Stockholm. Kontroll med multibeam av utförd muddring Vrak i inlopp till hamn i Mälaren, fångat med multibeam

SINUS 2 2012 17