Chương 6: Tính toán thủy văn vùng sông ảnh hưởng thủy triều pdf

Chương 6: Tính toán thủy văn
Chương 6: Tính toán thủy văn
vùng sông ảnh hưởng thủy triều
vùng sông ảnh hưởng thủy triều

I. Một số kiến thức về thủy triều
I. Một số kiến thức về thủy triều
1. Khái niệm
1. Khái niệm
Thủy triều là hiện tượng sóng của nước biển dưới tác động
Thủy triều là hiện tượng sóng của nước biển dưới tác động
của các lực gây ra bởi mặt trăng, mặt trời và các hành tinh
của các lực gây ra bởi mặt trăng, mặt trời và các hành tinh
khác lên các chất điểm nước trên đại dương.
khác lên các chất điểm nước trên đại dương.
Dưới tác động của các lực, nước trên đại dương dâng lên tạo
Dưới tác động của các lực, nước trên đại dương dâng lên tạo
thành các sóng nước di chuyển trên đại dương, tạo thành
thành các sóng nước di chuyển trên đại dương, tạo thành
sự chuyển động tương đối giữa trái đất, mặt trăng, mặt trời
sự chuyển động tương đối giữa trái đất, mặt trăng, mặt trời
và các hành tinh khác.
và các hành tinh khác.
Sự chuyển động của mặt trăng xung quanh trái đất và của hệ
Sự chuyển động của mặt trăng xung quanh trái đất và của hệ
thống mặt trăng – trái đất xung quanh mặt trời có tính chu
thống mặt trăng – trái đất xung quanh mặt trời có tính chu

kỳ, kéo theo sự xuất hiện có chu kỳ của sóng nước trên
kỳ, kéo theo sự xuất hiện có chu kỳ của sóng nước trên
đại dương
đại dương
Các sóng nước tạo ra do hiện tượng trên gọi là sóng triều
Các sóng nước tạo ra do hiện tượng trên gọi là sóng triều

1. Khái niệm
1. Khái niệm

Sự di chuyển có chu kỳ của sóng triều gây ra hiện
Sự di chuyển có chu kỳ của sóng triều gây ra hiện
tượng lên xuống có chu kỳ của mực nước biển tại
tượng lên xuống có chu kỳ của mực nước biển tại
một vị trí quan trắc.
một vị trí quan trắc.

Bởi vậy, có thể coi thủy triều là hiện tượng dao
Bởi vậy, có thể coi thủy triều là hiện tượng dao
động có chu kỳ của mực nước biển tại vị trí quan
động có chu kỳ của mực nước biển tại vị trí quan
trắc
trắc

2. Các đặc trưng cơ bản của thủy triều
2. Các đặc trưng cơ bản của thủy triều

Mực nước triều: là cao trình mực nước biển hoặc
Mực nước triều: là cao trình mực nước biển hoặc
sông có ảnh hưởng thủy triều so với mặt chuẩn tại

sông có ảnh hưởng thủy triều so với mặt chuẩn tại
một vị trí quan trắc nào đó, thường ký hiệu là Z
một vị trí quan trắc nào đó, thường ký hiệu là Z

Quá trình mực nước triều: là đồ thị của quá trình
Quá trình mực nước triều: là đồ thị của quá trình
thay đổi mực nước triều theo thời gian t, được ký
thay đổi mực nước triều theo thời gian t, được ký
hiệu là Z(t).
hiệu là Z(t).

Chu kỳ triều
Đỉnh triều
Chân triều
P
h
a

t
r
i
ề
u

l
ê
n
P
h
a

t
r
i
ề
u

x
u
ố
n
g
Mực nước Z (cm)
t
Biên độ triều
Chu kỳ triều
Đỉnh triều
Chân triều
P
h
a

t
r
i
ề
u

l
ê

n
P
h
a

t
r
i
ề
u

x
u
ố
n
g
Mực nước Z (cm)
t
Biên độ triều


Thời kỳ liên tục dZ/dt > 0: pha triều lên
Thời kỳ liên tục dZ/dt > 0: pha triều lên

Thời kỳ liên tục dZ/dt <0: pha triều xuống
Thời kỳ liên tục dZ/dt <0: pha triều xuống

Đỉnh triều là điểm chuyển tiếp giữa pha triều lên
Đỉnh triều là điểm chuyển tiếp giữa pha triều lên
và pha triều xuống

và pha triều xuống

Chân triều là điểm chuyển tiếp giữa pha triều
Chân triều là điểm chuyển tiếp giữa pha triều
xuống và pha triều lên
xuống và pha triều lên

Tại đỉnh và chân triều dZ/dt=0
Tại đỉnh và chân triều dZ/dt=0
Các đặc trưng cơ bản của thủy triều
Các đặc trưng cơ bản của thủy triều
(tiếp)
(tiếp)

Các đặc trưng cơ bản của thủy triều
Các đặc trưng cơ bản của thủy triều
(tiếp)
(tiếp)

Mực nước đỉnh triều và chân triều là mực nước
Mực nước đỉnh triều và chân triều là mực nước
tương ứng với đỉnh và chân triều
tương ứng với đỉnh và chân triều

Biên độ triều là chênh lệch mực nước giữa đỉnh
Biên độ triều là chênh lệch mực nước giữa đỉnh
triều so với chân triều kế tiếp
triều so với chân triều kế tiếp

Chu kỳ triều là khoảng thời gian giữa 2 đỉnh triều

Chu kỳ triều là khoảng thời gian giữa 2 đỉnh triều
đặc trưng kế tiếp nhau. K/h: T
đặc trưng kế tiếp nhau. K/h: T

3. Phân loại thủy triều theo chu kỳ
3. Phân loại thủy triều theo chu kỳ

Bán nhật triều đều: Trong một ngày mặt trăng (24
Bán nhật triều đều: Trong một ngày mặt trăng (24
giờ 50 phút) có hai lần triều lên và hai lần triều
giờ 50 phút) có hai lần triều lên và hai lần triều
xuống, đỉnh và chân triều của hai lần đó xấp xỉ
xuống, đỉnh và chân triều của hai lần đó xấp xỉ
bằng nhau, chu kỳ triều gần bằng 12 giờ 25 phút.
bằng nhau, chu kỳ triều gần bằng 12 giờ 25 phút.

Nhật triều đều: Trong một ngày mặt trăng có một
Nhật triều đều: Trong một ngày mặt trăng có một
lần triều lên và một lần triều xuống, chu kỳ triều
lần triều lên và một lần triều xuống, chu kỳ triều
xấp xỉ 24 giờ 50 phút
xấp xỉ 24 giờ 50 phút

3. Phân loại thủy triều theo chu kỳ
3. Phân loại thủy triều theo chu kỳ
(tiếp)
(tiếp)

Bán nhật triều không đều: trong một ngày mặt
Bán nhật triều không đều: trong một ngày mặt

trăng, có hai lần triều lên và hai lần triều xuống.
trăng, có hai lần triều lên và hai lần triều xuống.
Song đỉnh và chân triều trong hai lần liên tiếp có
Song đỉnh và chân triều trong hai lần liên tiếp có
sự chênh lệch khá lớn.
sự chênh lệch khá lớn.

Nhật triều không đều: trong chu kỳ nửa tháng, số
Nhật triều không đều: trong chu kỳ nửa tháng, số
ngày nhật triều không quá 7 ngày, những ngày
ngày nhật triều không quá 7 ngày, những ngày
còn lại là bán nhật triều.
còn lại là bán nhật triều.

4. Thủy triều vùng biển Việt Nam
4. Thủy triều vùng biển Việt Nam

thuỷ triều Việt Nam diễn biến khá đa dạng:
thuỷ triều Việt Nam diễn biến khá đa dạng:
với chiều dài trên 3.200 km bờ biển có đủ
với chiều dài trên 3.200 km bờ biển có đủ
các chế độ thuỷ triều của thế giới như nhật
các chế độ thuỷ triều của thế giới như nhật
triều, nhật triều không đều, bán nhật triều và
triều, nhật triều không đều, bán nhật triều và
bán nhật triều không đều phân bố xen kẽ,
bán nhật triều không đều phân bố xen kẽ,
kế tiếp nhau. Đặc biệt, nhật triều ở đảo Hòn
kế tiếp nhau. Đặc biệt, nhật triều ở đảo Hòn
Dấu (Đồ Sơn) là điển hình trên thế giới.

Dấu (Đồ Sơn) là điển hình trên thế giới.

4. Thủy triều vùng biển Việt Nam
4. Thủy triều vùng biển Việt Nam

1) Vùng bờ biển Bắc Bộ và Thanh Hoá: nhật triều.
1) Vùng bờ biển Bắc Bộ và Thanh Hoá: nhật triều.
Hòn Gai, Hải Phòng thuộc nhật triều rất thuần nhất
Hòn Gai, Hải Phòng thuộc nhật triều rất thuần nhất
với số ngày nhật triều hầu hết trong tháng. Độ lớn
với số ngày nhật triều hầu hết trong tháng. Độ lớn
triều khoảng 3,6 - 2,6 m. Ở phía nam Thanh Hoá
triều khoảng 3,6 - 2,6 m. Ở phía nam Thanh Hoá
có 18 - 22 ngày nhật triều.
có 18 - 22 ngày nhật triều.

2) Vùng bờ biển Trung Bộ từ Nghệ An đến Cửa
2) Vùng bờ biển Trung Bộ từ Nghệ An đến Cửa
Gianh: nhật triều không đều, số ngày nhật triều
Gianh: nhật triều không đều, số ngày nhật triều
chiếm hơn nửa tháng. Độ lớn triều khoảng 2,5 -
chiếm hơn nửa tháng. Độ lớn triều khoảng 2,5 -
1,2 m.
1,2 m.

3) Vùng biển phía nam Cửa Gianh đến cửa Thuận
3) Vùng biển phía nam Cửa Gianh đến cửa Thuận
An: bán nhật triều không đều. Độ lớn triều khoảng
An: bán nhật triều không đều. Độ lớn triều khoảng
1,0 - 0,6 m.

1,0 - 0,6 m.

4. Thủy triều vùng biển Việt Nam
4. Thủy triều vùng biển Việt Nam

4) Vùng biển Thuận An và lân cận: bán nhật triều.
4) Vùng biển Thuận An và lân cận: bán nhật triều.

5) Nam Thuận An đến bắc Quảng Nam: bán nhật
5) Nam Thuận An đến bắc Quảng Nam: bán nhật
triều không đều, độ lớn triều khoảng 1,2 - 0,8 m.
triều không đều, độ lớn triều khoảng 1,2 - 0,8 m.

6) Giữa Quảng Nam đến Bình Thuận: nhật triều
6) Giữa Quảng Nam đến Bình Thuận: nhật triều
không đều. Độ lớn triều khoảng 2,0 - 1,2 m.
không đều. Độ lớn triều khoảng 2,0 - 1,2 m.

7) Từ Hàm Tân đến gần mũi Cà Mau: bán nhật
7) Từ Hàm Tân đến gần mũi Cà Mau: bán nhật
triều không đều. Độ lớn khoảng 3,5 - 2,0 m.
triều không đều. Độ lớn khoảng 3,5 - 2,0 m.

8) Từ mũi Cà Mau đến Hà Tiên: nhật triều không
8) Từ mũi Cà Mau đến Hà Tiên: nhật triều không
đều. Độ lớn triều khoảng trên duới 1 m.
đều. Độ lớn triều khoảng trên duới 1 m.

5. Các lực gây triều
5. Các lực gây triều


Trong các lực gây triều thì lực hấp dẫn của mặt trăng, mặt
Trong các lực gây triều thì lực hấp dẫn của mặt trăng, mặt
trời đến các chất điểm nước trên trái đất là chủ yếu
trời đến các chất điểm nước trên trái đất là chủ yếu

Lực hấp dẫn của Mặt trời đối với Trái đất gấp 179 lần lực
Lực hấp dẫn của Mặt trời đối với Trái đất gấp 179 lần lực
hấp dẫn của Mặt trăng đối với Trái đất. Tuy nhiên khoảng
hấp dẫn của Mặt trăng đối với Trái đất. Tuy nhiên khoảng
cách giữa Mặt trời và Trái đất xa hơn khoảng 389 lần so
cách giữa Mặt trời và Trái đất xa hơn khoảng 389 lần so
với khoảng cách Mặt trăng và Trái đất. Vì vậy, lực gây
với khoảng cách Mặt trăng và Trái đất. Vì vậy, lực gây
triều của Mặt trời chỉ xấp xỉ 46% lực gây triều của Mặt
triều của Mặt trời chỉ xấp xỉ 46% lực gây triều của Mặt
trăng.
trăng.

Lực gây triều của Mặt trăng
Lực gây triều của Mặt trăng
(hoặc Mặt trời)
(hoặc Mặt trời)

Triều cường
Triều cường

Khoảng 2 tuần một lần, vào những ngày
Khoảng 2 tuần một lần, vào những ngày
trăng non (ngày sóc) và trăng tròn (ngày

trăng non (ngày sóc) và trăng tròn (ngày
vọng), Mặt trời, Mặt trăng và Trái đất nằm
vọng), Mặt trời, Mặt trăng và Trái đất nằm
trên một đường thẳng. Khi đó lực gây triều
trên một đường thẳng. Khi đó lực gây triều
tổng hợp là lớn nhất: biên độ triều lớn nhất,
tổng hợp là lớn nhất: biên độ triều lớn nhất,
chân triều thấp còn đỉnh triều cao. Đây là
chân triều thấp còn đỉnh triều cao. Đây là
thời kỳ triều cường.
thời kỳ triều cường.


Triều kém
Triều kém

Trong những ngày thượng huyền hoặc hạ huyền,
Trong những ngày thượng huyền hoặc hạ huyền,
vị trí Mặt trăng và Mặt trời vuông góc với nhau qua
vị trí Mặt trăng và Mặt trời vuông góc với nhau qua
tâm của Trái đất. Do vậy, tại một điểm quan trắc
tâm của Trái đất. Do vậy, tại một điểm quan trắc
trên Trái đất, khi Mặt trăng có lực gây triều lớn
trên Trái đất, khi Mặt trăng có lực gây triều lớn
nhất thì Mặt trời lại có lực gây triều nhỏ nhất và
nhất thì Mặt trời lại có lực gây triều nhỏ nhất và
ngược lại. Kết quả, mực nước triều dao động ít,
ngược lại. Kết quả, mực nước triều dao động ít,
đó là những ngày triều kém trong tháng
đó là những ngày triều kém trong tháng

Vịnh Fundy, Canada là một nơi ghi nhận được là
có triều thay đổi nhiều nhất thế giới: 16m.
Triều cường Triều kém

II. Chế độ thủy văn vùng sông
II. Chế độ thủy văn vùng sông
ảnh hưởng triều
ảnh hưởng triều
1.
1.
Khái niệm vùng sông ảnh hưởng triều
Khái niệm vùng sông ảnh hưởng triều

Cửa sông là đoạn sông nối tiếp giữa một
Cửa sông là đoạn sông nối tiếp giữa một
dòng sông với biển, với một hồ chứa nước
dòng sông với biển, với một hồ chứa nước
hoặc một dòng sông khác.
hoặc một dòng sông khác.

Các sông có cửa thông ra biển bị ảnh
Các sông có cửa thông ra biển bị ảnh
hưởng mạnh của thủy triều gọi là vùng
hưởng mạnh của thủy triều gọi là vùng
sông ảnh hưởng triều
sông ảnh hưởng triều

2. Vùng sông ảnh hưởng thủy triều

2. Vùng sông ảnh hưởng thủy triều
được chia ra làm 3 vùng:
được chia ra làm 3 vùng:

Vùng cửa và vùng ven biển ngoài sông, đoạn này
Vùng cửa và vùng ven biển ngoài sông, đoạn này
dòng chảy sông ngòi có tình thế biển là chủ yếu,
dòng chảy sông ngòi có tình thế biển là chủ yếu,
dòng chảy trong sông ảnh hưởng rất mạnh bởi
dòng chảy trong sông ảnh hưởng rất mạnh bởi
triều biển
triều biển

Đoạn cửa sông là phần kể từ mép biển đến chỗ
Đoạn cửa sông là phần kể từ mép biển đến chỗ
phân nhánh (còn gọi là vùng tam giác châu).
phân nhánh (còn gọi là vùng tam giác châu).
Trong đoạn này gồm cả tình thế biển và sông lẫn
Trong đoạn này gồm cả tình thế biển và sông lẫn
lộn
lộn

Đoạn gần cửa sông là đoạn sông từ chỗ phân
Đoạn gần cửa sông là đoạn sông từ chỗ phân
nhánh đến chỗ giới hạn ảnh hưởng triều về mùa
nhánh đến chỗ giới hạn ảnh hưởng triều về mùa
kiệt. Trong đoạn này tình thế sông trội hơn tình thế
kiệt. Trong đoạn này tình thế sông trội hơn tình thế
biển.
biển.

3. Hiện tượng triều truyền vào cửa sông
3. Hiện tượng triều truyền vào cửa sông

Thủy triều vào cửa sông bị ảnh hưởng bởi:
Thủy triều vào cửa sông bị ảnh hưởng bởi:
–


Địa hình lòng sông cao dần khi bờ thu hẹp lại
Địa hình lòng sông cao dần khi bờ thu hẹp lại
–


Lưu lượng dòng chảy trong sông
Lưu lượng dòng chảy trong sông

Quá trình truyền triều vào sông:
Quá trình truyền triều vào sông:
–
Khi triều bắt đầu lên, tốc độ nước sông mạnh hơn tốc độ dòng
Khi triều bắt đầu lên, tốc độ nước sông mạnh hơn tốc độ dòng
triều: sóng triều nằm ở nơi tiếp giáp giữa sông và biển
triều: sóng triều nằm ở nơi tiếp giáp giữa sông và biển
–
Triều tiếp tục lên cao, năng lượng sóng triều đủ mạnh, sóng triều di
Triều tiếp tục lên cao, năng lượng sóng triều đủ mạnh, sóng triều di
chuyển vào sông
chuyển vào sông
–

Do ảnh hưởng của địa hình lòng sông, năng lượng triều bị tiêu
Do ảnh hưởng của địa hình lòng sông, năng lượng triều bị tiêu
hao, biên độ bị nhỏ dần
hao, biên độ bị nhỏ dần
–
Khi triều tiến sâu vào lòng sông thì ở cửa sông nước biển bắt đầu
Khi triều tiến sâu vào lòng sông thì ở cửa sông nước biển bắt đầu
rút, do đó sóng triều không thể tiến sâu được nữa, bắt đầu thời kỳ
rút, do đó sóng triều không thể tiến sâu được nữa, bắt đầu thời kỳ
rút nước trong sông ra biển
rút nước trong sông ra biển
–
Nơi có biên độ sóng triều bằng không gọi là giới hạn triều
Nơi có biên độ sóng triều bằng không gọi là giới hạn triều

4. Đặc điểm chế độ mực nước
4. Đặc điểm chế độ mực nước

Dao động mực nước trong sông sẽ có dạng tương tự với
Dao động mực nước trong sông sẽ có dạng tương tự với
dạng của triều ngoài biển khi lưu lượng nước từ nguồn ít
dạng của triều ngoài biển khi lưu lượng nước từ nguồn ít
thay đổi
thay đổi

Khi có lũ, dạng của đường quá trình mực nước bị thay đổi
Khi có lũ, dạng của đường quá trình mực nước bị thay đổi
tùy thuộc vào vị trí quan trắc tính từ cửa sông:
tùy thuộc vào vị trí quan trắc tính từ cửa sông:
–

Đỉnh triều và chân triều bị nâng lên
Đỉnh triều và chân triều bị nâng lên
–
Chu kỳ triều trong sông thay đổi
Chu kỳ triều trong sông thay đổi

Gió có tác động mạnh đến sự thay đổi mực nước triều:
Gió có tác động mạnh đến sự thay đổi mực nước triều:
–
Gió thổi từ biển vào làm mực nước triều cao thêm
Gió thổi từ biển vào làm mực nước triều cao thêm
–
Gió thổi từ đất liền ra làm mực nước triều bị giảm đi
Gió thổi từ đất liền ra làm mực nước triều bị giảm đi

Chế độ mực nước triều bị ảnh hưởng bởi hoạt động kinh
Chế độ mực nước triều bị ảnh hưởng bởi hoạt động kinh
tế của con người, đặc biệt là việc xây dựng các hồ chứa
tế của con người, đặc biệt là việc xây dựng các hồ chứa
thượng lưu
thượng lưu

5. Sự phân lớp của dòng chảy
5. Sự phân lớp của dòng chảy

Do tỷ trọng nước biển lớn hơn nước ngọt nên sóng triều di
Do tỷ trọng nước biển lớn hơn nước ngọt nên sóng triều di
chuyển vào cửa sông có dạng hình nêm thường được gọi
chuyển vào cửa sông có dạng hình nêm thường được gọi
là nêm mặn

là nêm mặn

Khi năng lượng triều không lớn lắm xuất hiện hiện tượng
Khi năng lượng triều không lớn lắm xuất hiện hiện tượng
phân lớp dòng chảy
phân lớp dòng chảy
–
Nêm mặn di chuyển phía dưới
Nêm mặn di chuyển phía dưới
–
Nước ngọt bị đẩy lên và chảy ra biển ở phía trên
Nước ngọt bị đẩy lên và chảy ra biển ở phía trên

Đặc điểm: tồn tại dòng chảy hai chiều theo phương của
Đặc điểm: tồn tại dòng chảy hai chiều theo phương của
trục lòng sông
trục lòng sông

Do hiện tượng khuếch tán và đối lưu của dòng chảy lớp
Do hiện tượng khuếch tán và đối lưu của dòng chảy lớp
nước ngọt chảy phía trên của nêm mặn không còn “ngọt”
nước ngọt chảy phía trên của nêm mặn không còn “ngọt”
nữa
nữa

Các cửa sông dạng nêm mặn
Nước
ngọt
Nước
mặn

Nước
ngọt
Nước
mặn