Tavallisin keino vedenkorkeuden havaitsemiseen on vesistöön asennettu vedenkorkeusasteikko. Se kiinnitetään liikkumattomaan perustaan, kuten kallioon, isoon kiveen tai betonisiltaan. Aikoinaan tyydyttiin vedenkorkeuden havaitsemiseen kerran päivässä. Vedenkorkeuden mittaus voidaan tehdä myös vesistön pohjaan asennetun pohjapaalun avulla. Jos vedenkorkeudet vaihtelivat nopeasti ja vaihteluista haluttiin enemmän tietoa, perustettiin piirtävä vedenkorkeuslaitteisto: limnigrafi. Se tarvitsi erillisen kaivon, josta oli yhteys vesistöön. Limnigrafin paperille piirtyi käyrää vedenkorkeuden muutoksista vesistöön yhdistetyssä kaivossa kelluvan uimurin liikkeiden mukaan. Niiden käyriltä laskettiin vedenkorkeuden vuorokausikeskiarvot. Limnigrafit muuttivat havaintotiheyden viikottaiseksi ja niiltä saatiin jatkuvaa tietoa.
Limnigrafi
Tekniikka kehittyy
Reaaliaikaisen vedenkorkeustiedon tarve ja digitaalitekniikan kehittyminen vauhdittivat 1980-luvun puolivälissä automaattisten laitteiden tuloa. Laitteistot oli pääasiallisesti varustettu paineanturilla. Nykyisin suurin osa havaintopaikoista on varustettu jatkuvatoimisilla automaattimittareilla, joiden mittausväli on minuutista tuntiin, keskiarvot lasketaan usealla laitteella 15 minuutin välein. Tiedonsiirto on tunneittain tai osalla päivittäin. Laitteet toimivat verkkovirralla, akulla, aurinkopaneelilla tai paristoilla havaintoaseman sijainnista riippuen. Tiedonsiirto ensimmäisissä laitteissa toimi kiinteän puhelinlinjan kautta. Tekstiviestit, näppäinpuhelimet, GSM-data ja GPRS ovat nykyisin jo koeteltua tekniikkaa. Markkinoille tulee jatkuvasti uusia laitteistoja.
Pintavesiloggeri.
Kirjava laitevalikoima vaatii monta eri tiedonsiirto-ohjelmaa. Automaattiasemien ja piirtureiden välimuotona on edelleen käytössä tiedontallentimia, jotka keräävät vedenkorkeuden mittaustietoa anturista. Tiedot käydään purkamassa tallentimelta ja siirretään tietokantaan. Uutena tapana kerätä tietoa maastosta on LoRaWan-verkko, mikä on uusia IoT-ratkaisuja (Internet of Things).
Mitä ihmeen LoRa-laitteita?
LoRa-laitteet ovat vähän virtaa kuluttavia. Niissä mittausantureiden tuottamaa dataa siirretään langattomasti kohtuullisen kantaman päähän. Tarvitaan kuitenkin tiedon vastaanottolaitteita. Antureiden asentamiseen ei vaadita suuria kaapelointeja, vaan ne ovat kevyitä ja yksinkertaisia asentaa paikalleen. Antureiden akku kestää useita vuosia. Laitteet käyttävät 868 MHz:n taajuutta ja Digita Oy tarjoaa palveluna tiedon keruuta verkossaan. Heidän tarkoituksenaan on rakentaa koko valtakunnan kattava tiedonsiirtoverkko olemassa olevia mastoja hyväksi käyttäen. Tällä hetkellä suuret asutuskeskukset ovat hyvin katettu. Alla olevassa kartassa on esitetty Digita Oy:n LoRaWan verkon peittokartta (sisäkuuluvuus tummempi ja ulkokuuluvuus vaaleampi sininen). Teleoperaattoreilla on omia IoT-ratkaisujaan ja esimerkiksi suuremmat yhteisöt, kuten kaupungit ja teollisuuslaitokset tai asiaan perehtyneet harrastajat voivat perustaa oman LoRaan perustuvan tiedonkeruuverkon mittareidensa lukemista varten.
LoRa -laitteiden kattavuus Pohjalaismaakunnissa.
Etuna aikaisempiin automaattimittareihin LoRa-lähettimissä on niiden halpuus: riippuen mitattavista suureista yhden suureen laitteistot maksavat 200-800 €, kun perinteisemmät automaattimittarit maksavat 2000-3000 €. Pärjätään myös ilman suurta akkua, sisäinen pieni akku kestää monta vuotta. Puutteena on, että laitteissa ei ole sisäistä muistia: ne mittaavat ja lähettävät tiedon eteenpäin. Laitevalmistajat ovat monessa tapauksessa Start up-yrityksiä ja kehitystä tapahtuu nopeasti. Tätä kuvaa myös se, että manuaaleja ei juurikaan ole tuotteista saatavilla.
LoRa.
Risto Mäkinen
Vesitalousasiantuntija
Etelä-Pohjanmaan ELY-keskus, vesistöyksikkö
Etelä-Pohjanmaan ELY-keskuksen blogi 