Đặc điểm điều kiện khí tượng, thủy văn và động lực biển ven bờ khu vực bãi tiên vịnh nha trang

Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KIỆN KHÍ
TƯỢNG, THUỶ VĂN VÀ ĐỘNG LỰC, TẠI VỊNH NHA TRANG

I.1. Đặc điểm vị trí địa lý.
Vịnh Nha Trang là một vịnh nhỏ nằm sâu trong nội địa, xung quanh được bao
bọc bởi các đảo vừa và nhỏ, đảo lớn nhất là đảo Hòn Tre.
Vịnh Nha Trang rộng khoảng 124 km
2
, giới hạn tọa độ địa lý 12
o
09 – 12
o
22N
và 109
o
12 – 109
o
22’E. Phía lục địa giới hạn bởi đường bờ, dài khoảng 28 km từ mũi
Hòn Khô đến mũi Cù Linh. Phần biển khơi ngoài giới hạn bởi đường đẳng sâu 50 m
và co hàng trục đảo lớn nhỏ tạo thành vành đai che chắn bên ngoài. Ở phía nam vịnh,
địa hình đáy đốc hơn phía Bắc. Giữa vịnh có một rãnh sâu (kênh ngầm ) chạy theo
hướng Tây Bắc – Đông Nam. Phần cửa vịnh phía đông có dải san hô ngầm
“Grandbanc”, án ngữ như một kè chắn sóng tự nhiên bảo vệ cho bãi tắm dọc thành phố
Nha Trang.
Vịnh Nha Trang được hình thành cách đây 18.000 năm (đường bờ cổ điển nằm
gần Hòn Hố, ở độ sâu 37m). Vịnh thông ra biển qua 2 cửa: ở phía Đông Bắc và phía
Tây Nam. Với độ sâu trung bình hơn 10 m, cảng Nha Trang có thể tiếp đón tàu đến 2
vạn tấn và các loại tàu hành khách, tàu du lịch lớn nhất thế giới.

Vịnh Nha Trang có nhiệt độ nước trung bình 26
o
C (dao động 24 – 29
o
C), ấm áp
quanh năm. Nhiệt độ cao nhất vào VI, VII vàVIII. Lạnh nhất vào tháng XII và I.
Tốc độ gió trung bình là 2.6 m/s (dao động 2 – 5 m/s), chưa vượt quá giới hạn
bất lợi cho hoạt động con người.
Hệ thống thủy văn động lực mang tính hỗn hợp. Sóng cao trung bình 0,4 m, độ
cao sóng cực đại là 4.0 đến 4.5m, chu kỳ trung bình 5.5 – 6.0s. Do địa hình tương đối
dốc, nên sóng lừng tác động mạnh, đặc biệt là vào thời gian từ tháng IX cho đến tháng
IV năm sau.
Tốc độ dòng chảy trung bình không quá 40 cm/s. Trên tầng mặt dòng chảy theo
hướng gió, có tốc độ đạt 20 cm/s. Ở các tầng sâu, dòng chảy có tốc độ nhanh hơn 1,5 –
2 lần so với tầng mặt.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
2
Vùng cửa vịnh Nha Trang có hiện tượng nước trồi với tốc độ trồi dưới nước sâu
lên đạt giá trị 10
-3
cm/s. Hiện tượng này đã tạo ra những đặc trưng hải dương học, sinh
thái học hết sức đặc biệt và thú vị, có giá trị khoa học và thực tiễn lớn.
Các tai biến thiên nhiên như giông, bão, lũ lụt thường sảy ra trong những tháng VIII –
XII. Lịch sử còn ghi lại những trận bão lớn đổ bộ vào Nha Trang như cơn bão ngày
9/XI/1988, cơn bão ngày 10/XI/1993 đều có tốc độ khoảng 30 m/s. Bão thường kèm
theo mưa, lụt như lượng mưa ngày 2/XII/1986, ngày 16/III/1991… đều lớn hơn 400 –
600 mm/ngày. Do cao trình ven bờ chỉ khoảng 0,7 m, dưới độ cao thủy triều trung
bình, nên mưa bão, triều cường, lũ lụt… là những tai biến có tác hại to lớn đối với hoạt

động ven bờ.
Vịnh Nha Trang có 2 cửa sông lớn đổ ra, đó là cửa sông Cái và cửa sông Đồng
Bò. Hai cửa sông này làm cho chế độ thủy động lực nơi đây phong phú.
I.2. Tình hình nghiên cứu của khu vực.
Nha Trang nằm ở vị trí được thiên nhiên ưu đãi rất nhiều về vị trí địa lý, khí
hậu, sông ngòi… Nơi đây tập chung dân cư đông đúc, thu hút rất nhiều khách du lịch,
đang là một trong những thành phố phát triển nhất nước, đặc biệt về dịch vụ du lịch và
thương mại. Xung quanh được bao bọc bởi nhiều hòn đảo và khí hậu mát mẻ. Do đó
vịnh Nha Trang đang được xem là tâm điểm của du lịch nó thu hút được rất nhiều
khách du lịch tới đây. Vì vậy việc nghiên cứu khí tượng, thủy văn và động lực biển, đi
đôi với bảo vệ môi trường biển ở nơi đây đang được chú ý rất nhiều.
Ven bờ vịnh Nha Trang có viện Hải Dương Học Nha Trang, và nhiều cơ quan,
tổ chức, trung tâm nghiên cứu về khí tượng thủy văn và động lực biển, hoặc ít nhiều
quan tâm về những vấn đề này như: Trung Tâm Khí Tượng Nam Trung Bộ , Trung
Tâm Nhiệt Đới Việt Nga, Sở Công Nghệ Môi Trường Khánh Hòa, Đại Học Thủy
Sản… Do vậy việc nghiên cứu về Vịnh Nha Trang diễn ra rất sôi động, đã có rất nhiều
công trình nghiên cứu về vịnh Nha Trang. Trong khuôn khổ báo cáo này và sự hiểu
biết của tôi, tôi được biết các công trình nghiên cứu về khí tượng thủy văn và động lực
biển tại vịnh Nha Trang như: Những công trình nghiên cứu của phòng vật lý Viện Hải
Dương Học về xói lở bồi tụ sông Cái Nha Trang trong các năm1989, 1990, 1991, các
tính toán một số thông số gió, mực nước, dòng chảy vùng biển Nha Trang năm 1996,
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
3
các nghiên cứu ảnh hưởng của Sông Cái Nha Trang đến điều kiện thủy thạch động lực
vùng cửa sông năm 1998. Nghiên cứu về đặc trưng động lực vùng biển Nha Trang
năm 1997, 1999, của Nguyễn Kim Vinh. Nghiên cứu tính toán về đặc điểm sóng vùng
cửa sông Cái Nha Trang trong các trường gió điển hình của Bùi Hồng Long, Lê Đình
Mầu. Đặc điểm vùng ven bờ vịnh Nha Trang, của Lã Văn Bài, Nguyễn Kim Vinh,

Chiêu Kim Quỳnh, Phạm Xuân Dương. Đặc điểm động lực hệ dòng chảy vùng của
sông Cái và vịnh Nha Trang trong mùa mưa và mùa khô, của Nguyễn Bá Xuân. Biến
đổi mực nước biển ở vịnh Nha Trang, của Nguyễn Kim Vinh. Ngoài ra còn rất nhiều
công trình nghiên cứu khác mà tôi không liệt kê ở đây.
Quanh vịnh được bố trí các trạm đo đạc khí tượng, đo các yếu tố gió, nhiệt
độ…, liên tục qua các ốp, gồm các đài khí tượng Nha Trang, đài khí tượng Bãi Tiên.
Viện Hải Dương Học Nha Trang có trạm đo đạc mực nước tại Cầu Đá, để đo đạc mực
nước liên tục qua các giờ để tính dao động mực nước, nghiên cứu chế độ thuỷ triều,
nghiên cứu dao động mực nước trung bình nhiều năm, để từ đó dự báo mực nước cho
khu vực vịnh Nha Trang.
Có rất nhiều công trình nghiên cứu, với nhiều mục đích khác nhau. Trên đây là
những hiểu biết của tôi về vấn đề này. Trong đồ án tốt nghiệp này chỉ là sự đánh giá lại
và bằng những kết quả tính toán, để khẳng định lại những kết quả của: Báo cáo kết quả
đo đạc khảo sát hải văn tại khu vực dự án:”Đê lấn biển và hạ tầng kỹ thuật khu biệt thự
khóm Đường Đệ – Nha Trang”
I.3. Một số đặc điểm tự nhiên của khu vực Bãi Tiên.
Vùng ven biển Bãi Tiên là vùng nước ven biển, thuộc vùng biển Vĩnh Hoà,
thuộc vịnh Nha Trang. Khu vực nghiên cứu (hình 1). Khu vực có sườn rất dốc, bên
trên là dãy núi cao chắn. Do vậy đặc điểm khí tượng, thuỷ văn và động lực nơi đây ảnh
hưởng rất lớn vào địa hình.





PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
4

Hình 1: Vị trí khu vực nghiên cứu.
I.3.1. Điều kiện địa chất.
Theo khảo sát của công ty TVXD giao thông công cộng Khánh Hoà, trong khu
vực xây đê chắn sóng, các lớp đất từ trên xuống dưới trong phạm vi nghiên cứu được
chia 4 lớp.
Lớp 1: Là lớp đất đá trên cùng có bề dày nhỏ hơn 2m và thay đổi theo dọc tuyến
đường. Địa chất ở đây chủ yếu là hạt mịn, màu xám vàng, đồng nhất, ở trạng thái chặt.
Lớp 2: Là lớp địa chất có bề dày biến đổi trong khoảng từ 2m - 8m. Ở đây chủ yếu
tồn tại các hạt trung lẫn vụn san hô, màu xám đen, trạng thái đến trạng thái xốp.
Lớp 3: Là lớp chủ yếu bùn cát bột pha bùn sét và vỏ sò, có màu xám đen, ở trạng thái
nhão. Bề dày của lớp này biến đổi từ 3m – 10m.
Lớp 4: Là lớp đá phong hoá liolit, có thành phần là: Cát bột pha sét, sét lẫn dăm, sạn
phong hoá (chứa đá tảng đường kính từ 20 – 35 cm). Lớp địa chất này ở trạng thái
cứng, màu xám xanh, nâu và vàng.
I.3.2. Chế độ gió.
Hai hiện tượng thời tiết đáng chú ý ở đây là chế độ gió mùa và bão:
Trong gió mùa đông (khoảng từ tháng X – XI năm trước đến tháng II – III năm
sau), hướng gió thịnh hành là gió Đông – Bắc có tần suất khá cao. Còn trong mùa gió
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xuân

SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
5
mùa hè, hướng gió chiếm ưu thế là hương Tây – Nam. Tốc độ gió vào khoảng 2-5m/s
chiếm tần suất lớn cho cả hai mùa.
Khu vực tỉnh Khánh Hoà là nơi có tần suất xuất hiện bão tương đối thấp và
thường sảy ra vào tháng X và XI. Theo thống kê từ năm 1956 – 1995, tần suất bão và
ATNĐ theo vĩ độ thuộc vùng biển và lân cận là khoảng 5.34 – 6.49%.
I.4. Sơ đồ bố trí các trạm nghiên cứu.
H 1:
ϕ
: 12
o
16’55.9’’N,
λ
: 109
o
12’11.5’’E
H 2:
ϕ
: 12
o
17’34.4’’N,
λ
: 109
o
12’52.2’’E
H3:
ϕ
: 12
o

17’40.5’’N,
λ
: 109
o
13’42.8’’E




















Hình 2: Sơ đồ bố trí các trạm quan trắc
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
6

S1: ϕ: 12
o
15’59.0’’N, λ: 109
o
13’07.0’’E
S 2: ϕ: 12
o
16’58.0’’N, λ: 109
o
14’27.0’’E
V 1: ϕ: 12
o
16’31.7’’N, λ: 109
o
13’40.0’’E
V 2: ϕ: 12
o
17’34.4’’N, λ: 109
o
12’52.2’’E
V 3: ϕ: 12
o
16’46.5’’N, λ: 109
o
12’48.3’’E
CHƯƠNG II: TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
II.1. Số liệu sử dụng.
Trong đồ án này đã sử dụng hai nguồn số liệu chính để nghiên cứu. Nguồn số
liệu thứ nhất là: Kết Quả Đo Đạc Khảo Sát Hải Văn Tại Khu Vực Dự An “Đê Lấn
Biển Và Hạ Tầng Kỹ Thuật Khu Biệt Thự Khóm Đường Đệ Nha Trang “, của Phòng

Vật Lý, viện Hải Dương Học Nha Trang(từ ngày 24/9 – 1/10/2004). Nguồn số liệu thứ
hai là số liệu mực nước tại trạm Cầu Đá Nha Trang từ ngày 25/9 -1/10/2004.
Để xác định tọa độ thực tại các trạm, đã sử dụng phương pháp định vị vệ tinh
GARMIN-45Xl của Mỹ có ghi đến phần mười của giây.
Để đo giao động mực nước tại các trạm H1, H2, H3 (hình 2), đã sử dụng thước
đo có độ chính xác đến 1cm. Các thước đo mực nước được cắm xuống đất và tựa vững
chắc vào ba cột sắt tròn cắm sâu xuống đất có hình chóp. Bằng phương pháp dựng
thước này đã tránh được hiên tượng lún, nghiêng và rung của thước đo. Riêng tại tram
H2 (ở xa bờ), thước đo được cột chặt vào hai chân chòi nuôi tôm. Phương pháp đọc số
liệu mực nươc từ thước đo: trong trường hợp biển lặng, đọc số đo mực nước ngang với
mực nước biển tại thời điểm đo; trong trường hợp có sóng, đọc mực nước của đỉnh
sóng và của đáy sóng, sau đó chia 2 lấy số liệu trung bình của mực nước. Các số liệu
đo mực nước tại các trạm được chuẩn hóa về các mốc trên bờ theo yêu cầu, cụ thể là:
+ Trạm đo mực nước H1 được chuyển về mố MCĐ6, sau đó chuyển tiếp về mốc cao
độ Đường Đệ.
+ Trạm đo mực nước H2 được chuyển về mốc DD2/A, sau đó chuyển tiếp về mốc cao
độ Đường Đệ.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
7
+ Trạm đo mực nước H3 được chuyển về mốc DD4, sau đó chuyển về mốc cao độ
Đường Đệ.
- Để tiến hành đo dòng chảy tại các trạm V1 và V3 đã sử dụng máy đo dòng chảy hiện
số của Na Uy (Ký hiệu: AANDERAA-3900), máy hoạt động dựa theo nguyên lý đo
dòng bằng hiệu ứng Doppler (siêu âm ). Tại trạm đo dòng V2, đã sử dụng máy đo
dòng hiện số của Nhật (Ký hiệu U-2-TAMAYA ). Dòng chảy được đo tại các trạm
theo quy định: nếu độ sâu của trạm nhỏ hơn 5m thì đo tại tầng1m; nếu độ sâu trạm lớn
hơn 10m thì đo tại 2 tầng: tầng 1m và tầng gần đáy. Cụ thể là tại trạm V2 đo tại tầng
1m ( độ sâu trạm 2.3m ), tại trạm V3 (độ sâu trạm 7m) đo tại tầng 1m và 5m, còn lại

trạm V1(độ sâu trạm 14m) đo tại tầng 1m và tầng 10m. Phương pháp đo: đưa tàu đến
vị trí trạm, thả neo ổn định tàu và tiến hành đo và đọc số liệu.
- Để đo sóng tại các trạm S1 và S2, đã sử dụng máy đo sóng tự ghi của Anh: DNC-
5W. Máy này được thả xuống tận đáy và được cố định và đánh dấu nhờ vào hệ thống
giá sắt đỡ và phao nổi trên mặt. Máy này làm việc theo nguyên lý đo áp suất tự động
của các cột nước đi qua khi có sóng xuất hiện. Chế độ đặt ghi cho máy: trong một giờ
máy máy làm việc trong 5 phút và qua 0.5 giây thì máy ghi một lần, nghĩa là máy ghi
được gần 600 số liệu. Trên cơ sở số liệu ghi được, thông qua phần mềm sử lý chuyên
dụng của máy đã đã tiến hành tính được các đặc trưng của sóng qua từng giờ.
- Để đo gió đã sử dụng máy đo gió cầm tay của Nga, kèm theo xác định hướng gió và
hướng sóng trên mặt bằng la bàn. Đây là máy đo gió hoạt động trên nguyên lý cơ học
và được sử dụng rất phổ biến hiện nay.
II.2. Phương pháp tính toán.
Dựa vào nguồn số liệu trên. Sau đó bằng phương pháp tính toán cụ thể để đưa
ra các kết quả tính toán định lượng, định tính tổng quát của các yếu tố khí tượng,
thuỷ văn và động lực biển, trong thời gian đo đạc. Để từ đó đi đến kết luận về
những yếu tố này tác động lên công trình “Đê Lấn Biển Và Hạ Tầng Kỹ Thuật Khu
Biệt Thự Khóm Đường Đệ Nha Trang”

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
8
Đã sử dụng các phương pháp thống kê để tính toán các đặc trưng dòng chảy tổng
hợp, dòng trung bình và xu thế dòng chảy tổng hợp.
Sử dụng phần mềm Sufer, Excel để nghiên cứu và tính toán các đặc trưng của
dòng chảy, dao động mực nước, các yếu tố sóng.
Để tính toán dòng triều, đã sử dụng phương pháp tính dòng triều vùng ven bờ
của Makarov(Nga) dựa trên nguồn số liệu đo đạc 3 ngày đêm.
Tìm hằng số điều hòa bằng phương pháp hoa tiêu.

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
III.1. ĐIỀU KIỆN KHÍ TƯỢNG.
Gió là những yếu tố khí tượng quan trọng, là động lực chủ yếu gây nên dòng
chảy ven bờ và sóng. Dưới tác dụng của gió làm cho sóng và dòng chảy tác dụng trực
tiếp lên công trình và bờ bãi ven biển.
Trong thời gian đo đạc từ ngày 25/9 – 28/9/2004 ta thấy hướng gió chính là
hướng Đông Bắc và tốc độ gió cực đại 6 – 7m/s.
Tại trạm S1 ta thấy hướng gió chiếm ưu thế là hướng Tây Bắc với tần suất
chiếm 29.17%, sau đó đến hướng Đông Đông Bắc chiếm 16.67%.(Bảng 1)
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
9
Bảng1: Tần suất gió theo hướng và khoảng tốc độ tại trạm phao đo sóng tự ghi”S1”,
vịnh Nha Trang, từ 25/9 - 28/9/2004.
Khoảng tốc độ

TS TS TS
Hướng 0<V<=2m/s

2<V<=4m/s 4<V<=6m/s Tổng
N
0 4.17 8.33
12.50
NNE
0 4.17 4.17
8.33
NE
0 0 0
0
ENE
0 0 16.67
16.67
E
0 4.17 0
4.17
ESE
0 4.17 0
4.17
SE
0 0 0
0
SSE
0 0 0
0
S

0 0 0
0
SSW
0 0 0
0
SW
0 0 0
0
WSW
0 0 0
0
W
4.17 0 0
4.17
WNW
4.17 8.33 0
12.50
NW
12.50 16.67 0
29.17
NNW
4.17 4.17 0
8.34
Tổng 25.01 45.84 29.17 100.%
Ngoài ra các hướng còn lại chiếm không đáng kể cụ thể hướng Bắc chiếm
12.5%, Bắc Đông Bắc chiếm 8.33%, Bắc Tây Bắc chiếm 8.34% Dựa vào hoa gió
(hình 3) ta thấy hương gió chủ yếu tập trung theo hướng Tây Bắc, Đông Đông Bắc và
hướng Bắc. Qua bảng đo số liệu đo gió tại trạm S1(bảng 3) ta thấy thời điểm tốc độ
gió suy giảm vào thời điểm từ 7h đến 10h và từ 22h đến 1h. Kết hợp với hướng gió ta
thấy tại khu vực nghiên cứu, gió chịu ảnh hưởng chủ yếu của gió đất - biển.

Tại trạm S2 ta thấy hướng gió chiếm ưu thế là hướng Tây chiếm 33.33%, sau
đó đến hướng Bắc chiếm 25%, hương Đông Bắc và hướng Bắc Tây Bắc chiếm cùng
tần suất 12.5%.
Bảng 2: Tần suất gió theo hướng và khoảng tốc độ tại trạm phao đo sóng tự ghi”S1”,
vịnh Nha Trang, từ 25/9-28/9/2004.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
10


Khoảng tốc độ

TS TS TS TS
Hướng 0<V<=2m/s 2<V<=4m/s

4<V<=6m/s 6<V<=8m/s
Tổng
N
0 12.50 4.17 8.33
25.00
NNE
0 0 0 0
0
NE
0 12.50 0 0
12.50
ENE
0 0 0 8.33
8.33

E
0 0 0 0
0
ESE
0 0 0 0
0
SE
0 0 0 0
0
SSE
0 0 0 0
0
S
0 0 0 0
0
SSW
0 0 0 0
0
SW
0 0 0 0
0
WSW
0 0 0 0
0
W
8.33 25.00 0 0
33.33
WNW
0 8.33 0 0
8.33

NW
0 0 0 0
0
NNW
4.17 4.17 4.17 0
12.50
Tổng 12.50 62.50 8.33 16.67 100%
Dựa vào hoa gió ta thấy hương gió chính theo hướng Tây và hướng Bắc. Qua
bảng đo đạc số liệu đo gió tại trạm S2(bảng 4) ta thấy tốc độ gió suy yếu vào thời điểm
từ 22h đến 7h. Như vậy tốc độ gió suy yếu vào lúc nửa đêm và lúc sáng sớm. Kết hợp
với hướng gió ta thấy vào lúc sáng sớm gió từ trong đất liền thổi ra ngoài biển, hướng
gió này phù hợp với quy luật của gió đất – biển. Trong thời gian khảo sát (Tháng IX)
rơi vào thời điểm chuyển mùa của hướng gió thịnh hành Tây Nam vào mùa hè và
hướng gió thịnh hành Đông Bắc vào mùa đông. Để có những nhận xét chính xác của
trường gió trong thời kỳ này phải có số liệu quan trắc dày hơn nữa.
B
ảng 3: Bảng số liệu trắc gió tại trạm đo sóng tự ghi S1,
tại Vịnh Nha Trang, từ 25/9 – 28/9/2004.
Stt Thời điểm quan trắc Tốc độ gió Hướng gió Hướng sóng mặt
1 13h/25/9/2004 5.6m/s ENE ENE
2 16h/25/9/2004 6.8m/s ENE ENE
3 19h/25/9/2004 4.2m/s ENE ENE
4 22h/25/9/2004 2.6m/s N NE
5 1h/26/9/2004 2.2m/s NW NE
6 04h/26/9/2004 2.2m/s WNW NE
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
11

7 7h/26/9/2004 2.2m/s WNW ENE
8 10h/26/9/2004 Lặng gió WNW E(Lừng)
9 13h/26/9/2004 3.8m/s NNE NNE
10 16h/26/9/2004 5.2m/s N NE
11 19h/26/9/2004 5.2m/s N NE
12 22h/26/9/2004 2.2m/s NW NE
13 01h/27/9/2004 Lặng gió NW E(Lừng)
14 04h/27/9/2004 0.8m/s NW NE
15 07h/27/9/2004 0.8m/s NW ENE
16 10h/27/9/2004 3.2m/s E E
17 13h/27/9/2004 4.3m/s ENE ENE
18 16h/27/9/2004 4.2m/s ENE ENE
19 19h/27/9/2004 3.2m/s NNW NE
20 22h/27/9/2004 Lặng gió NNW E(Lừng)
21 01h/28/9/2004 1.8m/s W E
22 04h/28/9/2004 3.1m/s NW NE
23 07h/28/9/2004 2.5m/s NW NE
24 10h/28/9/2004 1.9m/s ESE ESE

Bảng 4: Bảng số liệu trắc gió tại trạm đo sóng tự ghi S2, tại
Vịnh Nha Trang, từ 25/9 – 28/9/2004.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
12

Stt Thời điểm quan trắc Tốc độ gió Hướng gió Hướng sóng mặt
1 13h/25/9/2004 6.7m/s ENE ENE
2 16h/25/9/2004 6.4m/s ENE ENE
3 19h/25/9/2004 4.0m/s NE ENE
4 22h/25/9/2004 3.5m/s N ENE
5 1h/26/9/2004 2.8m/s WNW ENE
6 04h/26/9/2004 3.1m/s W ENE
7 7h/26/9/2004 3.3m/s W W
8 10h/26/9/2004 1.6m/s NNW ENE
9 13h/26/9/2004 3.9m/s N NNE
10 16h/26/9/2004 6.6m/s N NNE
11 19h/26/9/2004 4.7m/s NNW NNE
12 22h/26/9/2004 2.5m/s NNW NNE
13 01h/27/9/2004 3.3m/s W NNE
14 04h/27/9/2004 Lặng gió W NNE
15 07h/27/9/2004 1.37m/s W NNE
16 10h/27/9/2004 3.1m/s NE NNE
17 13h/27/9/2004 3.1m/s NE NNE
18 16h/27/9/2004 5.1m/s N NNE
19 19h/27/9/2004 3.5m/s N NNE
20 22h/27/9/2004 3.1m/s WNW NNE

21 01h/28/9/2004 2.2m/s W NNE
22 04h/28/9/2004 2.2m/s W NNE
23 07h/28/9/2004 3.2m/s W NNE
24 10h/28/9/2004 2.0m/s NE NNE
0
5
10
15
20
25
30
NNE
NE
ENE
E
ESE
WSW
W
WNW
NW
NNW
4<V<=6m/s
2<V<=4m/s
0<V<=2m/s
Taàn suaát(%)
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xn
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
13

III.2. KẾT QUẢ TÍNH DAO ĐỘNG MỰC NƯỚC VÀ TÌM HẰNG SỐ ĐIỀU HỒ.

III.2.1. Cơ sở lý thuyết về dao động mực nước.

Vị trí mặt tự do của Đại dương thế giới – mực nước đại dương được quyết định
bởi những mn hình mn vẻ tác dụng lên khối nước nếu như đai dương là đồng nhất
và n lặng hồn tồn, thì mặt đại dương trùng với mặt phẳng vng góc với hướng
trọng lực, gọi là mặt mức hay mặt đẳng thế.
Mặt đại dương Thế giới ứng với mực nước trung bình nhiều năm là gần trùng
hợp với một trong những mặt mức, và vì thế, trong phép gần đúng bậc nhất có thể xem
nó là mặt git (vị trí trung bình mặt quả đất).
Hình 4: Hoa gió theo hướng và khoảng tốc độ tại trạm phao đo sóng tự ghi"S2" ,
vùng biển Vónh Hoà,vònh Nha Trang,từ 25/9 - 28/9/2004
0
5
10
15
20
25
30
35
N
NNE
NE
ENE
E
ESE
SE
SSE
S
SSW

SW
WSW
W
WNW
NW
NNW
6<V<=8m/s
4<V<=6m/s
2<V<=4m/s
0<V<=2m/s
Tần suất(%)
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
14

Mặt đại dương thực tế lệch khỏi mặt geôit, không yên tĩnh mà luôn luôn biến
đổi do ảnh hưởng của nhiều lực biến đổi.
Vì các chênh lệch mực nước so với mực nước trung bình là do những chuyển
động của nước đại dương gây ra, nên các quan trắc những chênh lệch này cho phép
nhận định về trạng thái động lực của nước đại dương.
Các lực làm ảnh hưởng mực nước của đại dương là:
+ Các lực tạo triều vũ trụ.
+ Các hiện tượng địa động lực và nhiệt ở vỏ quả đất (động đất và biển động, hoạt động
núi lửa trên mặt lục dịa và dưới nước, sự dâng lên hạ xuống của lục địa và chuyển
động kiến tạo hiện đại).
+ Những tác động cơ học và lý hoá gây bởi bức xạ mặt trời và tác động của khí quyển
(các quá trình nhiệt trong đại dương, sự biến đổi áp suất khí quyển, gió, mưa, dòng bờ
v,v…).
Hệ thống chuyển động phức tạp của các khối nước hình thành do kết quả tác

động của tất cả các yếu tố này, ở một mức độ nào đó được biểu hiện qua một hình thể
nhất định của mặt Đại dương thế giới với những nét không ngừng biến đổi.
Những dao động tuần hoàn đều đặn nhất của mặt biển theo thời gian là do các
lực tạo triều gây nên. Nhưng thậm chí ngay cả những dao động này chưa được nghiên
cứu đầy đủ, tuy chúng có được nghiên cứu kỹ hơn nhiều so với các dạng dao động
khác. Chỉ ở một phạm vi hạn chế của một số biển mới có bản đồ trạng thái mặt mức
ứng với các pha thủy triều nhất định.
Nhờ tính tuần hoàn của các dao động thủy triều của mực nướcmà chúng dễ có
thể được loại khỏi các số liệu quan trắc mực nước bằng cách lấy trung bình các số liệu
trung bình trong một tháng hay một năm cũng có thể loại trừ cả những dao động tuần
hoàn khác. Như vậy, từ số liệu quan trắc dao động mực nước có thể tách phần không
tuần hoàn, là phần chịu sự tác động biến đổi của khí quyển, đồng thời cũn là phần khó
xác định nhất.
Những hiện tượng địa nhiệt và địa động lực ở vỏ quả đất hoặc gây nên những
dao động mực nước không tuần hoàn trong khoảng thời gian ngắn, nhiều khi rất đột
ngột thậm chí nguy hiểm, như sóng thần txunami, sóng xây si mạnh, hoặc dẫn đến
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
15

những biến đổi tương đối chậm của mực nước trung bình do sự nâng lên và hạ xuống
của lục địa gây ra.
Những dao động mực nước do các hoạt động khí quyển và bức xạ mặt trời gây
nên thường có tính chất không tuần hoàn. Tuy vậy, trong nhiều trường hợp vẫn có thể
xác lập được nhịp điệu nhất định trong những dao động ấy có quan hệ với biến trình
ngày và biến trình năm của các yếu tố khí tượng thủy văn. Các mặt khác nhau muôn
hình muôn vẻ của hoạt động khí quyển lại dẫn đến sự đa dạng của các kiểu dao động
mực nước. Trong chế độ chung của mực nước biển có thể phân biệt những thành phần
không tuần hoàn chính sau đây do bức xạ mặt trời và hoạt động khí quyển tạo nên:

– Những dao động dâng rút liên quan với hoàn lưu nước, xuất hiện dưới tác dụng của
ma sát tiếp tuyến giữ dòng không khí và mặt nước giới hạn bởi bờ.
– Những dao động mực nước do sự biến đổi áp suất khí quyển gây nên là phản ứng
tĩnh học của khối nước đối với sự biến đổi đó. Mực nước biển giảm xuống 10m, khi áp
suất khí quyển tăng lên 1milibarơ và ngược lại, mực nước biển cao lên 10mm khi áp
suất khí quyển giảm đi 1mbar .
– Những dao động mực nước do tính không điều hòa trong quá trình tuần hoàn ẩm (sự
bốc hơi, giáng thủy, dòng bờ) liên quan với sự biến đổi lượng nước tại các phần khác
nhau của đại dương hay các biển.
Nếu xét ảnh hưởng của mật độ nước đến vị trí mực nước biển ở bờ, có thể nhận
thấy rằng tác dụng của nguyên nhân này cũng giống như tác dụng của gió. Điều này có
thể giải thích xuất phát từ bản chất của các hiện tượng dâng rút mà chung quy hiệu ứng
tổng cộng của chúng ở các bờ quyết định những nét cơ bản của chế độ dao động mực
nước. Hiện tượng nước dâng luôn luôn là sự chuyển dịch một lượng nước mặt nhẹ hơn
vào vùng ven bờ và do đó, có sự dâng cao mực nước tương ứng. Sự dâng mực nước
này sẽ tăng lên một ít do mật độ nó giảm khi chuyển tới bờ. Ngược lại khi có gió dạt
nước nhẹ hơn bị mang ra ngoài khơi, còn nước nặng hơn từ dưới sâu ở dọc sườn lục
địa thì dâng lên để thay thế. Mực nước trong điều kiện ấy sẽ hạ thấp do mất nước cũng
như do nước mặt nhẹ hơn được nước sâu nặng hơn ở bờ.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
16

Khi xét các nguyên nhân dao động mực biển trong mối phụ thuộc của nó vào
những nét chung nhất của chế độ động lực – hoàn lưu khí quyển, cần phải để ý cả đến
tính chất tổng hợp của các hiện tượng liên quan với quá trình phức tạp.
III.2.2. Kết quả tính toán dao động mực nước của khu vực Bãi Tiên.
Bằng phương pháp thống kê cho ta các kết quả được thể hiện bởi các bảng dưới
đây:

Bảng 5: Kết quả thống kê mực nước lên suống tại trạm H1, vùng biển Vĩnh Hoà, vịnh
Nha Trang, từ 25/9 – 30/9/2004.

Ngày Hmax
Biên
độ
Hmin

Giờ
Hmax
Giờ
Hmin
Thời gian
nước dâng
Thời gian
nước rút
25/9/04

438 161 299 15h 5h 10h 9h
26/9/04

433 138 295 16h 6h 10h 8h
27/9/04

411 118 293 17h 9h 8h 7h
28/9/04

397 108 289 18h 11h 7h 3h
29/9/04

385 91 294 17h 11h 6h 6h
30/9/04

381 69 312 5h 1h 4h 7h
Thời gian TB 9.8h 8h

Bảng 6: Kết quả thống kê mực nước lên suống tại trạm H2, vùng biển Vĩnh Hoà, vịnh
Nha Trang, từ 25/9 – 30/9/2004.
Ngày Hmax
Biên
độ Hmin
Giờ
Hmax
Giờ
Hmin
Thời gian
nước dâng
Thời gian
nước rút
25/9/04

398
141
257 15h 6h
9h 9h
26/9/04

387
128
259 16h 7h

9h 8h
27/9/04

376
118
258 16h 8h
8h 6h
28/9/04

359
99
260 17h 10h
7h 5h
29/9/04

346
74
272 17h 10h
7h 6h
30/9/04

348
66
282 5h 11h
4h 6h
Thời gian TB
8.8h 8h

Bảng 7: Kết quả thống kê mực nước lên suống tại trạm H3, vùng biển Vĩnh Hoà, vịnh
Nha Trang, từ 25/9 – 30/9/2004.

Ngày Hmax
Biên
Hmin

Gi
ờ
Gi
ờ
Th
ời gian
Th
ờ
i gian
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
17

độ Hmax Hmin nước dâng nước rút
25/9/04

490
141
349 15h 5h
10h 9h
26/9/04

478
128
350 15h 7h

8h 9h
27/9/04

466
120
346 16h 8h
8h 7h
28/9/04

446
95
351 16h 9h
7h 7h
29/9/04

438
75
363 17h 11h
6h 6h
30/9/04

438
67
371 5h 11h
4h 4h
Thời gian TB
8.6h 8.4h
Bảng 8: Kết quả thống kê mực nước lên xuống tại trạm đo đạc Cầu Đá, vịnh
Nha Trang, từ 25/9 – 30/9/2004.
Ngày Hmax

Biên
độ Hmin

Giờ
Hmax
Giờ
Hmin
Thời gian
nước dâng
Thời gian
nước rút
25/9/04

188
136
52 5h 16h
4h 11h
26/9/04

187
125
62 7h 16h
6h 10h
27/9/04

189
113
76 9h 17h
7h 10h
28/9/04

186
93
93 10h 17h
6h 11h
29/9/04

174
72
102 10h 17h
6h 11h
30/9/04

162
61
101 11h 17h
6h 6h
Thời gian TB
7h 11.8h

Qua 3 bảng thống kê ta thấy sự lên xuống mực nước tại ba trạm H1,H2,H3 là
tương đối đồng nhất. Biên độ dao động giảm từ ngày 25-30/9, riêng ngày 30 có sự
chuyển pha thể hiện là điểm cực đại của mực nước chênh lệch giờ rất lớn so với những
ngày trước đó(các ngày 25-29, xuất hiện cực đại vào khoảng lúc 15 đến 17 h còn ngày
30 mực nước cực đại xuất hiện vào lúc 5h)(hình 5, 6, 7).
Thời gian xuất hiện nước lớn (NL), nước rút (NR) tại ba trạm H1,H2,H3 chênh
lệch nhau không lớn. Cụ thể :
- Tại trạm H1 thời gian trung bình xuất hiện nước lớn là: 9.8h, thời gian trung
bình nước rút là: 8h
- Tại trạm H2 thời gian trung bình xuất hiện nước lớn là : 8.8h, thời gian trung

bình nước rút là: 8h
- Tại trạm H1 thời gian trung bình xuất hiện nước lớn là: 8.6h, thời gian trung
bình nước rút là: 8.4h.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xn
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
18

Biên độ dao động mực nước trong thời gian đo đạc là rất lớn, cần theo dõi với số
liệu dài hơn để tìm ra mực nước trung bình tại khu vực để từ đó đề ra những biện pháp
thích hợp tính tốn độ an tồn của các cơng trình. Cơng việc này làm tốt tránh được
những rủi ro, do tác động của mực nước lúc triều lên với sự tác động kết hợp của sóng
và dòng chảy trong thời kỳ nước lớn và có bão .
So sánh với dao động mực nước tại các trạm Cầu Đá, vịnh Nha Trang ta thấy có sự
chênh lệch pha rất lớn so với sự lên xuống tại ba trạm. Lấy ví dụ điển hình ngày 25/9
tại trạm H1, mực nước cực đại xuất hiện vào lúc 15h, cực tiểu vào lúc 5h. Còn tại trạm
đo đạc mực nước Cầu Đá, mực nước cực đại xuất hiện vào lúc 5h, cực tiểu vào lúc
16h.
Điều này phải tìm cách giải thích ngun nhân dẫn đến sự chênh lệch này. Do có
sự chênh lệch này, nên bắt buộc các cơng trình xây dựng ven biển trước khi xây dựng,
khơng được lấy tùy tiện số liệu mực nước tại các trạm lân cận để làm mực nước cho
khu vực xây dựng. Khi có kết quả đo đạc về mực nước ta tính tốn với cao độ của
cơng trình xem có phù hợp hay khơng và kết hợp với mực nước cực đại và cực tiểu
trong lịch sử để từ đó tính tốn độ cao cơng trình hợp lý. Cơng việc này tránh được
nhưng rủi ro đến cơng trình và kinh tế.

Hình 5: Dao động mực nước ngày đêm tại trạm H1, vùng biển Vónh Hoà,
vònh Nha Trang, từ 24/9 - 1/10/2004
250
270
290
310
330
350
370
390
410
430
450
1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324
Thời gian ( h )
Mực nước ( cm )
24/9/04
25/9/04
26/9/04
27/9/04

28/9/04
29/9/04
30/9/04
1/10/04
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xn
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
19

III.2.3. Cơ sở phương pháp tìm hằng số điều hồ để dự tính thuỷ triều.

Ta dùng phương pháp hoa tiêu chỉnh lý và dự báo thủy triều.
Phương pháp này cho phép ta giải quyết những vấn đề sau:
Hình 6: Dao động mực nước ngày đêm tại trạm H2, vùng biển Vónh Hoà,
vònh Nha Trang, từ 24/09 - 01/10/2004
250
270
290
310
330
350

370
390
410
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Mực nước(cm)
T
h
ơ
ø
i

g
i
a
n
(
h
)
ø
24/9/04
25/9/04
26/9/04
27/9/04
28/9/04
29/9/04
30/9/04
1/10/04
Hình 7: Dao động mực nước ngày đêm tại trạm H3, vùng biển Vónh Hoà,
vònh Nha Trang, từ 24/9 - 1/10/2004
250

300
350
400
450
500
550
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Thời gian(h)
Mực nước(cm)
24/9/04
25/9/04
26/9/04
27/9/04
28/9/04
29/9/04
30/9/04
1/10/04
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
20

- Dự tính mực nước cho giờ bất kỳ theo hằng số điều hòa bốn sóng thành phần.
- Tính hằng số điều hòa bốn sóng cơ bản từ dãy một ngày hay hai ngày quan trắc
mực nước từng giờ.
- Dự tính cho ngày bất kỳ thời điểm và độ cao nước lớn, nước dòng theo hằng số
điều hòa bốn sóng trên mà không cần qua các tính toán trung gian độ cao triều
cho từng giờ .
- Phương pháp dựa trên khả năng gộp các sóng có chu kỳ gần nhau khi không đòi hỏi
dự tính mực nước với độ chính xác rất cao. Đối với thực hành hoa tiêu, như đã biết,

không đòi hỏi dự tính thuỷ triều chính xác lớn hơn 0.1m. Vì vậy phương pháp hoa tiêu
hoàn toàn dùng trong điều kiện trên tàu, hơn nữa dự tính thủy triều bằng phương pháp
này đòi hỏi ít thời gian và khá đơn giản.
Chúng ta sẽ lần lượt xem xét cách thực hiện các nhiệm vụ kể trên. Việc phân tích
và so sánh độ cao tính toán và độ cao thực đo của thủy triều cho ta thấy rằng phần lớn
các trường hợp độ lớn của thủy triều được quyết định bởi các sóng điều hòa của bốn
sóng chính:M2, S2, K1 và O1, là các sóng chịu ảnh hưởng của điều kiện địa lý địa
phương nhiều nhất. Các hằng số điều hòa của bốn sóng khác: N2, K2, P1 và Q1

có thể
được biểu diễn qua những hằng số điều hòa của bốn sóng nói trên: M2, S2, K1 và O1
xuất phát từ các biểu thức:
22
67,3
1
SP
HH =
;
(
)
2222
081,0
MSMK
gggg −−= ;
22
5
1
MN
HH = ; )(536,1
2222

MMSN
gggg −−= ; (III.1)
1
1
3
1
KP
HH = ; )(075,0
11
11 OOOP
gggg −−= ;
11
5
1
OQ
HH = ; )(496,1
111
1
OKKQ
gggg −−= ;
Dựa vào những biểu thức ấy và xét đến các điều kiện thiên văn có thể biểu diễn
độ cao thuỷ triều không phải bằng tổng của đám mà chỉ của bốn sóng thành phần: M2,
S2, K1 và O1. Để tính đến ảnh hưởng của bốn sóng còn lại người ta đưa ra các hiệu
đính cho biên độ và pha các sóng chính. Những hiệu đính này là các đại lượng biến
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
21

đổi, phụ thuộc vào điều kiện thiên văn, do đó có thể tính trước và lập thành bảng.

Những bảng như thế có dẫn trong các sách hướng dẫn chỉnh lý và dự báo thuỷ triều.
Với việc tính đến các hiệu đính này công thức toán học độ cao thuỷ triều có
dạng:
(
)
[
]
+++++=
2220
cos
sssssss
gcbtqCBHZh

(
)
[
]
+++++
222
cos gMcbtqMCBH
MMMMM


(
)
[
]
+++++
111
cos

KKKKKK
gcbtqKCBH

(
)
[
]
111
cos
OOOOOO
gcbtqOCBH ++++ (III.2)
Trong đó B, b – các hiệu chỉnh thiên văn cho biên độ và pha những sóng chính,
chọn từ các bảng theo năm và ngày tháng. C, c – các hiệu chỉnh thiên văn cho biên độ
và pha các sóng chính, chọn theo thời điểm thượng đỉnh mặt trăng ở kinh tuyến
Grinuyt và thị sai ngang của mặt trăng; H, g – các hằng số điều hoà những sóng chính.
Việc dự báo độ cao thuỷ triều đối với giờ cho trước thực hiện theo công
thức(III.2). Kỹ thuật tính toán được trình bày trong các sách chỉ dẫn chỉnh lý và dự báo
thuỷ triều .
Để tính hằng số điều hoà chúng ta tiến hành giản ước tiếp công thức (III.2)
bằng cách gép bốn sóng thành hai sóng: bán nhật và toàn nhật.
Có thể chứng tỏ khả năng ghép sóng như vậy trên ví dụ sau đây:
Giả sử có hai sóng cùng chu kỳ nhưng với biên độ và pha khác nhau. Khi đó có
thể biểu diễn tổng hai sóng này bằng một trong hai sóng, nếu đưa vào biên độ và pha
những số hiệu đính E và e.
(
)
(
)
(
)

[
]
esqtESsqtSmqtM +−=−+− coscoscos (III.3)
Trong đó M, S –biên độ của các sóng được ghép lại; m, s – pha.
Có thể dễ dàng chứng minh được là các hiệu chỉnh E và e của sóng đã ghép lại
phụ thuộc vào tỉ số biên độ các sóng được ghép lại D=M/S và hiệu các pha d=m–s và
được tính theo các công thức:
d
D
dD
tge
cos
1
sin
+
=
( ) ( )
22
sincos1 dDdDE ++=
(III.4)
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
22

Theo công thức (III.4) người ta lập ra bảng phụ và dựa vào chúng để tìm E và e theo D
và d.
Chúng ta sẽ sử dụng công thức (III.3), (III.4) để ghép các sóng thuỷ triều. Giả
sử vận tốc góc các sóng bán nhật bằng q
2

, còn các sóng toàn nhật là q
1
, khi đó ghép
các sóng, cần phải tìm tỷ số biên độ và pha các sóng được ghép. Chúng bằng:
;
2
2
2
SSS
MMM
CBH
CBH
D =
)()(
222 SSSMMM
gcbgcbd ++−++=

;
1
1
1
KKK
OOO
CHH
CHH
D = )()(
111 SKKOOO
gcbgcbd ++−++=
Các hiệu chỉnh E
2

và e
2
cho sóng bán nhật đã ghép được tìm theo các đại lượng
D
2
và d
2
; còn E
1
và e
1
của các sóng toàn nhật đã ghép tìm theo D
1
và d
1
. Nếu coi các
sóng S2 và K1 là cơ bản thì có thể viết công thức (III.2) dưới dạng đơn giản hơn.
(
)
[
]
( )
[ ]
11111
222220
cos
cos
KKKKKK
SSSSSS
gecbtqECBH

gecbtqECBHZh
+++−
++++−+=
(III.5)
(III.5) là công thức cơ sở để xác định những hằng số điều hoà những sóng S2 và K1 từ
dãy quan trắc một ngày. Chúng ta sẽ tìm hiểu nguyên tắc giải quyết bài toán.
Muốn vậy chúng ta viết công thức (III.5) dưới dạng đơn giản hơn nếu đưa ra các ký
hiệu:
B
S
C
S
E
2
=F
2
; b
S
+c
s
+e
2
=f
2
;
B
K
C
K
E

1
=F
1
; b
K
+c
K
+e
1
=f
1
.
Các đại lượng F
2
, F
1
, f
2
và f
1
phụ thuộc vào điều kiện thiên văn và có thể tính
trước cho giờ bất kỳ có thể goi chúng là các đối số thiên văn. Với những ký hiệu đã
quy ước công thức (III.5) có dạng.
(
)
[
]
( )
[ ]
21111

222220
cos
cos
SK
SS
gftqFH
gftqFHZh
+−
++−+=
(III.6)
Công thức dạng này vẫn chưa thuận tiện để xác định những hằng số điều hòa.
Vì vậy chúng ta sẽ biến đổi nó bằng cách ký hiệu:
;
222
RFH
S
= ;
222
rgf
S
=+
;111
RFH
K
=

;111
rgf
K
=+

(III.7)
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
23

Khi đó :
(
)
(
)
111222
coscos rtqRrtqRZh
O
−+−+= (III.8)
Biến đổi côsin hiệu, ta có:
tqrRtqrRtqrRtqrRZh
O 111111222222
sinsincoscossinsincoscos ++++= (III.9)
Cho q
2
=30
o
/giờ, q
1
=15
0
/giờ và ký hiệu:
R
2

cosr
2
=X
2
; R
2
sinr
2
=Y
2
;
R
1
cosr
1
=X
1
; R
1
sinr
1
=Y
1
; (III.10)
Chúng ta sẽ nhận được :
tYtXtYtXZh 15sin15cos30sin30cos
11220
++++= (III.11)
Nếu như từ quan sát biết được độ cao từng giờ của mực nước thì trong phương
trình (III.11) ẩn số sẽ là Z

0
, X
2
, Y
2
, X
1
, Y
1
, để xác định chúng, cần dãy quan trắc một
ngày độ cao từng giờ mực nước. Giá trị mực nước trung bình Z
0
được xác định bằng
cách chia tổng các độ cao từng giờ cho 24 (số quan trắc). Để xác định giá trị X
2
, Y
2
,
X
1
, Y
1
người ta chọn một cách cộng độ cao từng giờ mực nước h sao cho tổng các tung
độ ba sóng sau chu kỳ (24h) cho số 0 và chỉ còn lại tổng các tung độ của sóng cần tìm.
Để hiểu rõ nguyên tắc trên chúng ta xét một thí dụ nhỏ. Giả sử độ cao tổng cộng của
thuỷ triều h được xác định bằng tổng của chỉ hai sóng, tức là:
tYtXh 15sin15cos
11
+=
(III.12).

Hình 8: Hình biểu diễn tính toán hằng số điều hoà.
Trên (hình 8) trình bày các sóng hợp thành
tX 15cos
1
(đường cong1),
tY 15sin
1
(đường cong 2) và độ cao tổng cộng thuỷ triều (đường cong 3).
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
24

Từ quan trắc chúng ta biết được các tung độ tổng cộng h từng giờ. Bây giờ cần
phải chọn một phương pháp cộng sao cho tổng các tung độ một trong các sóng hợp
thành bằng không. Thí dụ chúng, chúng ta sẽ chọn kiểu cộng như sau: khi cộng chúng
ta sẽ lấy những tung độ từng giờ từ 0 đến 6 giờ và từ 18 đến 24 giờ theo đúng dấu của
chúng, còn các tung độ từ 6 đến 18 giờ với dấu ngược lại dấu của chúng. Sự đổi dấu
những tung độ trong khoảng từ 6 đến 18 giờ có nghĩa là thay các đường cong 1 và 2
trong khoảng này bằng các đường cong 1’ và 2’trên (hình 8). Từ hình vẽ thấy rõ rằng,
trong cách cộng lựa chọn, tổng những tung độ của đường cong 2’ trong suốt một chu
kỳ từ 0 đến 23 giờ sẽ cho số không, tức là:
∑

=
=
23
0
1
015sin
t
tY

Do đó :
∑ ∑ ∑ ∑
= = = =
=+=
23
0
23
0
23
0
23
0
111
15cos15sin15cos
t t t t
tXtYtXh
Đại lượng X
1
mà chúng ta cần biết sẽ được xác định từ biểu thức:
∑
∑

∑
=
=
=
==
23
1
23
23
0
1
1
15cos
ot
ot
t
h
P
t
h
X
Bây giờ nếu như trong khi cộng chúng ta lấy những tung độ h với dấu ngược lại
khoảng từ 0 đến 24 giờ, thì sóng 1 sẽ bị loại trừ và có thể tìm được biên độ Y
1
của
sóng 2.
Trong trường hợp tung độ tổng cộng (độ cao thuỷ triều h)không phải chỉ gồm 2
mà gồm 4 sóng hợp thành, người ta cũng thực hiện tương tự. Sau khi đã xác định các
giá trị X
2

, Y
2
, X
1
và Y
1
, chúng ta sẽ tìm những bằng số điều hoà của các sóng S2

và K1
theo các công thức (III.10)và (III.7).
Những hằng số điều hoà của các sóng M2 và O1 có thể tìm theo các tỷ số giữa
biên độ các sóng chính H
M2
/H
S2
và H
01
/H
K1
và hiệu các pha g
M2
– g
S2
và g
01
-g
k1
cho
trước. Những tỷ số và hiệu này được chọn bằng các trị số tương ứng ở trạm gần nhất,
nơi đã biết sẵn những hằng số điều hoà tính theo phương pháp phân tích điều hoà.

Khi không có trạm lân cận với những hằng số điều hoà biết trước, phương pháp
hoa tiêu có thể được dùng nếu có những dãy quan trắc vào lúc sóc vọng cho phép xác
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Đồ án tốt nghiệp Đại Học CBHD : TS. Nguyễn Bá Xuân
SVTH : Đỗ Đức Dự Lớp 43 HDH
25

định hằng số điều hoà những sóng bán nhật và vào lúc độ xích vĩ mặt trăng lớn nhất
bảo đảm tính hằng số điều hoà các sóng toàn nhật. Khi có hai dãy quan trắc này thì cần
phải đảm bảo điều kiện chọn khoảng thời gian giữa dãy quan trẵc thứ nhất và thứ hai.
Nếu thuỷ triều có tính chất bán nhật, thì khoảng thời gian giữa dãy thứ nhất và
thứ hai được chọn sao cho:
(
)
(
)
[
]
(
)
(
)
[
]
{
}
0
11
0
60300 ≥+−−−+−+≤

day
ssMM
day
ssMM
cbcbcbcb

Với thuỷ triều toàn nhật và thuỷ triều hỗn hợp thì điều kiện có dạng:
(
)
(
)
[
]
(
)
(
)
[
]
{
}
0
21
0
60300 ≥+−+−+−+≤
day
ookk
day
ooMM
cbcbcbcb

Điều kiện tốt nhất là khi những hiệu trên bằng 180
o

Cũng như phương pháp phân tích điều hoà, phương pháp hoa tiêu không những
dùng để chỉnh lý quan trắc mực nước mà còn để chỉnh lý quan trắc dòng triều. Nhưng,
như đã biết, quan trắc dòng chảy phức tạp hơn quan trắc mực nước rất nhiều. Dãy
quan trắc dòng chảy 15 hay 30 ngày cần thiết để sử dụng phương pháp phân tích điều
hoà không những đòi hỏi nhiều thời giờ mà còn vấp phải những khó khăn kỹ thuật rất
lớn. Vì vậy, khi chỉnh lý những quan trắc dòng triều người ta sử dụng rộng rãi phương
pháp hoa tiêu để tính những hằng số điều hoà vì nó đòi hỏi những dãy quan trắc một
hay hai ngày.
Ngược lại, khi tính những hằng số điều hoà dao động triều của mực nước người
ta thường dùng phương pháp phân tích điều hoà hơn, vì tiến hành quan trắc mực nước
trong vòng 15 ngày hay 30 ngày ở bờ không phải là khó khăn lớn. Chỉ trong những
trường hợp khi không thể tiến hành quan trắc lâu hơn 15hoặc 30 ngày ở gần bờ, hoặc
khi nghiên cứu dao động mực nước xa bờ người ta mới dùng phương pháp hoa tiêu để
tính những dao động mực nước.
Công thức(III.8) cũng còn được dùng để giải quyết nhiệm vụ thứ ba của
phương pháp hoa tiêu: dự tính thời gian và độ cao nước lớn, nước dòng.
Muốn vậy, trong công thức (III.8) chúng ta cho q
2
=30
0
/giờ và q
1
=15
0
/giờ. Khi
đó:
(

)
(
)
2122
15cos30cos rtRrtRZh
o
−+−+=
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com