Giáo trình đo đạc và chỉnh lý số liệu thủy văn - Chương 3 pps

Chơng III
Đo độ sâu dòng nớc

Đ 3-1 Độ sâu dòng nớc v ứng dụng
I- Khái niệm: Độ sâu dòng nớc tại một điểm nào đó là khoảng cách theo phơng
thẳng đứng từ mặt nớc tới đáy sông tại điểm đó (1). Theo ý nghĩa vật lý thì độ sâu là
khoảng cách theo phơng vuông góc với hớng chảy bình quân từ mặt nớc tới đáy sông
(2), nhng trong thực tế độ sâu đợc xác định theo khái niệm (1). Độ sâu ký hiệu là h đơn vị
hay dùng là m.
II- ứng dụng: Trong đo đạc thuỷ văn độ sâu dùng để tính diện tích mặt cắt ớt, từ đó
tính lu lợng nớc, lu lợng bùn cát và các đặc trng khác có liên quan tới chiều sâu
dòng chảy.
Từ độ sâu ứng với mực nớc tính toán có thể xác định đợc cao trình đáy sông tại các
điểm đo sâu, từ đó có thể có đợc mặt cắt ngang, mặt cắt dọc, lập bình đồ đoạn sông. Việc
đo địa hình lòng sông phần dới nớc đợc gắn với phần đo đạc trên cạn bằng các tuyến
dẫn hoặc toạ độ các tiêu hoặc tọa độ điểm đặt máy đo góc Để hiểu rõ hơn về việc đo địa
hình lòng sông xin xem thêm giáo trình đo đạc phổ thông. Nội dung chủ yếu của chơng
trình này chỉ đề cập tới các phơng pháp đo sâu để phục vụ cho việc khảo sát chọn vị trí đặt
trạm, cung cấp độ sâu cho đo đạc và tính toán số liệu ở các trạm thuỷ văn.
Đ
3-2. Dụng cụ v máy móc đo sâu
I- Dụng cụ đo sâu từng điểm
1. Thớc sắt và sào
Thớc làm bằng nhôm hoặc bằng hợp kim nhẹ không gỉ có dạng hình trụ rỗng, dài
2ữ2.5 m, đờng kính 2ữ2.5 cm đợc khắc vạch cm. Chân thớc có đế để khi đo thớc
không ngập sâu trong bùn. Thớc sắt có u điểm là đo nhanh, độ chính xác cao, nhng nó
chỉ đợc dùng để đo ở nơi có độ sâu nhỏ hơn 2m, lu tốc nhỏ hơn 1,5 m/s.
Đối với nơi có độ sâu từ 3ữ5 m và lu tốc nhỏ hơn 1.5 m/s thì dùng sào đo sâu. Sào có
thể làm bằng tre, nứa, gỗ thẳng, đờng kính từ 4ữ5 cm, dài 6ữ7 m.Trên thân sào có khắc
khoảng cách 5 cm, 10 cm một, chân sào có lắp đế sắt nặng từ 0.5ữ1.5 kg để dễ dìm sào

xuống nớc. Dùng sào để đo sâu cho độ chính xác khá cao, nhng chỉ dùng đợc ở nơi có
độ sâu và lu tốc nhỏ.
2. Tời và tải trọng
Tải trọng đo sâu có tác dụng giữ căng dây cáp và đo đúng vị trí điểm cần đo. Tải trọng
đợc làm bằng các vật liệu có trọng lợng riêng lớn (sắt, gang, chì ), tải trọng phải có dạng

32

sao cho khi làm việc trong nớc ổn định nhất. Trong đo đạc thuỷ văn tải trọng thờng có
hình dạng con cá và đợc gọi là cá sắt. Tuỳ theo điều kiện dòng chảy tại vị trí đo mà lựa
chọn cá sắt có tải trọng cho thích hợp. Cá sắt có các loại: 25kg, 35kg, 50kg, 75kg, 100kg,
120kg
Tời là phơng tiện nâng tải trọng và treo các dụng cụ máy móc đo đạc. Các bộ phận
chính của tời gồm có: bàn tời (1), cần tời (2), trục quấn cáp (3), tay quay (4), dây cáp (5),
hộp số (7), ngoài ra còn các bộ phận phụ nh ròng rọc (6), phanh v.v (Xem hình 3-1).


Hình 3-1. Tời Nêva Hình 3-2.
a) Trờng hợp a 1m; b) trờng hợp a>1m
Tời và tải trọng có thể đo sâu cho mọi trờng hợp, thích hợp nhất là khi độ sâu và lu
tốc lớn. Khi lực tác dụng của dòng nớc vào cá sắt và cáp lớn sẽ làm cho dây cáp lệch khỏi
phơng thẳng đứng một góc . Khi 10
0
thì phải hiệu chỉnh độ sâu đo đợc. Trờng hợp
> 30
0
thì phải thay cá sắt có trọng lợng lớn hơn và đo lại. Có thể chia ra hai trờng hợp
sau đây khi cần phải hiệu chỉnh độ sâu:
+ Trờng hợp a

1m (hình 3-2a). Trờng hợp này độ sâu hiệu chỉnh đợc tính theo
công thức sau:
h = 1- a -
2
(3-1)
Trong đó:
h- độ sâu đã hiệu chỉnh
l- chiều dài của dây cáp kể từ ròng rọc đỡ cáp đầu cần tới bụng cá sắt đặt trên đáy sông.
a- khoảng cách từ ròng rọc tới mặt nớc.

33


2
- số hiệu chỉnh phụ thuộc vào góc lệch và chiều dài dây cáp ngập trong nớc, nh
trong bảng 3-1.
Bảng 3 - 1. Trị số hiệu chỉnh độ sâu
2
(m)
Góc lệch của dây cáp (độ) Chiều
dài
cáp
ngập
l
1
(m)
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
1. 0,01 0,02 0,02 0,03 0,03 0,04
0
,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,12

2. 0,02 0,03 0,01 0,06 0,06 0,07 0,08 0,09 0,11 0,12 0,14 0,16 0,18
3. 0,03 0,04 0,05 0,06 0,08 0,09 0,11 0,13 0,15 0,18 0,19 0,23 0,26
4. 0,03 0,01 0,03 0,08 0,10 0,12 0,14 0,17 0,19 0,22 0,24 0,28 0,32
5. 0,01 0,05 0,07 0,09 0,11 0,13 0,17 0,20 0,21 0,27 0,29 0,35 0,40
6. 0,05 0,05 0,10 0,10 0,15 0,15 0,20 0,25 0,25 0,30 0,35 0,10 0,45
7. 0,05 0,05 0,10 0,10 0,15 0,18 0,25 0,25 0,30 0,35 0,40 0,50 0,55
8. 0,05 0,10 0,10 0,15 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,55 0,60
9. 0,05 0,10 0,10 0,15 0,20 0,23 0,30 0,35 0,10 0,45 0,50 0,60 0,70
10. 0,5 0,10 0,15 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,45 0,50 0,56 0,65 0,75
11. 0,10 0,10 0,20 0,20 0,20 0,27 0,30 0,40 0,50 0,60 0,61 0,70 0,80
12. 0,10 0,10 0,20 0,20 0,30 0,29 0,40 0,40 0,50 0,60 0,66 0,80 0,90
13. 0,10 0,10 0,20 0,20 0,30 0,32 0,40 0,50 0,60 0,70 0,71 0,90 1,00
14. 0,10 0,10 0,20 0,20 0,30 0,34 0,40 0,50 0,60 0,70 0,77 0,90 1,00
15. 0,10 0,10 0,20 0,20 0,30 0,36 0,50 0,50 0,60 0,70 0,82 1,00 1,10
16. 0,10 0,10 0,20 0,30 0,30 0,39 0,50 0,60 0,70 0,80 0,87 1,10 1,20
17. 0,10 0,20 0,20 0,30 0,30 0,41 0,50 0,60 0,70 0,80 0,92 1,10 1,20
18. 0,11 0,20 0,20 0,30 0,40 0,43 0,60 0,70 0,80 0,90 0,97 1,250 1,30
19. 0,11 0,20 0,20 0,30 0,40 0,45 0,60 0,70 0,80 0,90 1,03 1,20 1,40
20. 0,12 0,20 0,20 0,30 0,40 0,47 0,60 0,70 0,80 1,00 1,08 1,30 1,50
+ Trờng hợp a>1m (hình 3-2b) trờng hợp này độ sâu hiệu chỉnh đợc xác định theo
công thức :
h = l
2
-
2
= l
1
-
1
-

2
(3-2)
Trong đó:
l
1
- chiều dài của dây cáp ngập trong nớc không thực tế (độ sâu giả).
l
2
- chiều dài của dây cáp ngập trong nớc thực tế.
l
2
= l
1
-
1

1
- Hệ số hiệu chỉnh đợc tính theo công thức.

1
= a






1
cos
1

(3-3)
Với là góc lệch của dây cáp so với phơng thẳng đứng.
Để hiệu chỉnh độ sâu ta tiến hành nh sau:

34

- Xác định khoảng cách a.
- Thả cá sát chạm mặt nớc, sau đó thả cá sắt chạm đáy sông, xác định chiều dài cáp
ngập trong nớc l
1
.
- Đo góc lệch
- Tính
1
theo (3-3)
- Độ sâu hiệu chỉnh đợc tính theo (3-2)
II- Máy hồi âm đo sâu
Máy hồi âm đo sâu là dụng cụ có thể đo đợc độ sâu từng điểm hoặc đo độ sâu liên tục
trên tuyến đo.
1. Nguyên lý chung của máy hồi âm đo sâu: Dựa vào thời gian truyền âm trong nớc
kể từ lúc phát sóng âm tới lúc sóng âm gặp đáy sông và phản hồi trở lại mà máy tính đợc
độ sâu. Theo nguyên lý đó độ sâu đợc tính nh sau (công thức lý thuyết).
d
2
L
C.
2
t
h

22
+














=
(3-4)
Trong đó:
h - Độ sâu tại điểm đo.
t - Thời gian từ khi phát sóng âm tới khi thu đợc sóng âm phản hồi.
C - Tốc độ truyền âm trong nớc. C phụ thuộc vào nhiệt độ và độ mặn của nớc. Khi
nhiệt độ nớc từ 0 ữ30C và độ mặn từ 0 ữ35%o thì C=1400-1550 m/s
L - Khoảng cách giữa bộ phận thu và phát sóng ở đầu dò.
d - Khoảng cách từ mặt nớc xuống tới đầu dò. Độ sâu này tuỳ thuộc trạng thái mặt
nớc lúc đo mà đặt. Trờng hợp mặt nớc tơng đối yên lặng có thể chọn d từ 20ữ30 cm,
khi có sóng to, thuyền chòng chành mạnh có thể đặt độ sâu d lớn hơn.
2. Các bộ phận cơ bản của máy hồi âm.
a. Máy chủ có các chức năng sau:
- Tạo ra siêu âm với tần số nhất định (50, 150, 200 H

Z
) khuyếch đại và truyền tới đầu
dò khi vận hành.
- Nhận năng lợng âm phản xạ từ đầu dò.
- Xác định thời gian từ lúc phát tới lúc thu sóng âm.
- Tự động xác định độ sâu và truyền kết quả tới bộ phận tự ghi hoặc màn hình hiển thị.
b. Đầu dò (transducer) có chức năng: Sau khi sóng siêu âm đợc khuếch đại truyền
tới bộ phận phát của đầu dò. ở đây năng lợng sóng siêu âm đợc phát vào nớc dới dạng
chùm tia hình nón. Khi sóng âm gặp đáy sông (hoặc vật rắn trong dòng chảy) sẽ phản hồi
trở lại bộ phận thu của đầu dò, năng lợng sóng phản hồi sẽ đợc truyền tới máy chủ.

35

Bộ phận thu, phát sóng của đầu dò đợc lắp đặt gần nhau trên cùng 1 giá khi vận hành
đầu dò đợc đặt ở độ sâu ngập hoàn toàn trong nớc.
c. Bộ phận tự ghi và hiển thị:
Độ sâu đo liên tục trên tuyến đo hoặc từng điểm sẽ đợc máy chủ tính toán và truyền
tới bộ phận tự ghi dới dạng điện. Kim tự ghi sẽ ghi độ sâu đã đo lên băng giấy chuyên
dùng theo tỷ lệ nhất định. Riêng loại máy thế hệ giữa và sau còn có màn hình (L- CD
Window) để hiển thị độ sâu và các thông số khác khi cần thiết. Loại máy hiện đại hơn có
thể kết nối với máy tính và định vị đợc điểm đo. Việc vận hành máy nhờ các phím điều
khiển lắp đặt trên mặt máy. (Hình 3-3)
d. Nguồn điện: Máy đợc cung cấp bởi nguồn điện 11-15V DC khi vận hành.
3. Một số loại máy hồi âm đo sâu:
Cùng với sự phát triển của các ngành khoa học, máy hồi âm đo sâu ngày nay đã có
nhiều cải tiến quan trọng nh kết cấu gọn nhẹ, tiêu thụ ít năng lợng, đo đạc thuận lợi và có
độ chính xác ngày càng cao. Máy có thể đo đợc độ sâu liên tục trên tuyến đo. Số liệu có
thể đợc ghi vào băng, lu giữ vào đĩa từ hoặc kết nối với máy tính.
Sau đây sẽ giới thiệu một số loại máy FURUNO do Nhật Bản sản xuất đang đợc dùng
rộng rãi ở nớc ta và máy Bathy-1500 của Tổ hợp sản xuất thiết bị khảo sát đại dơng, Mỹ.

Bảng 3-2. Giới thiệu một số loại máy hồi âm đo sâu
Độ sâu đo đợc (m)TT Loại máy Độ rộng
băng ghi
(inches)
H
max
h
min
Màn hình
CD. Window
Số liệu ra
đĩa từ, băng
Thế hệ máy
1 FE 400A 4 180 1.8 Không Băng giấy Đầu
2 FE 600A 6 320 1.8 Không nt Đầu
3 FE 4300 4 640 0.7 Có nt Trung
4 FE 6300 6 640 0.7 Có nt Trung
5 Bathy-1500 8,5 5000 <5,0 Có Băng, đĩa từ Sau
(a) (b)
Hình 3-3. a) Máy hồi âm đo sâu (FURUNO FE 6300)
b) Băng tự ghi của máy hồi âm

36

Đ 3-3 Chế độ đo sâu
Việc quy định chế độ đo sâu tuỳ thuộc vào tình hình thay đổi của lòng sông, yêu cầu
phục vụ của tài liệu và sai số cho phép trong đo đạc. Nói chung đo càng dày thì càng phản
ánh chính xác sự thay đổi của lòng sông nhng tốn kém. Do vậy cần căn cứ vào yêu cầu và
mục đích sử dụng mà quy định chế độ đo sâu sao cho đảm bảo yêu cầu với số lần đo đạc ít
nhất.

- Đo sâu để phục vụ cho công tác lập bình đồ đoạn sông, nghiên cứu sự diễn biến dòng
sông thì trong một năm có thể chỉ đo đạc một số lần vào những thời kỳ lòng sông có bồi,
xói lớn (trớc và sau mùa lũ).
- Khi đo sâu phục vụ cho việc lập qui hoạch hoặc thiết kế công trình trên sông thì chế
độ đo tuỳ thuộc yêu cầu mà định cho phù hợp.
- Việc đo sâu để tính lu lợng nớc và lu lợng bùn cát tại các trạm thuỷ văn thì yêu
cầu số lần đo nhiều hơn. Số lần đo trong từng thời kỳ tuỳ thuộc vào hình thức và mức độ bồi
xói của mặt cắt ngang tại tuyến đo mà định.
ở các trạm thuỷ văn thuộc vùng không ảnh hởng triều chế độ đo sâu khái quát nh
sau: Đối với thời kỳ lòng sông ổn định thì cứ 5 ữ 10 lần đo lu lợng đo độ sâu 1 lần. Về
mùa kiệt khoảng 2-3 tháng đo sâu một lần.
ở các trạm thuộc sông ảnh hởng triều : Thời kỳ lũ, khi diện tích thay đổi vợt quá
5% (cùng cấp mực nớc) thì cần bố trí đo sâu. Về mùa kiệt cứ 2-3 tháng đo sâu 1 lần. Riêng
khi đo chi tiết thì mỗi lần đo lu lợng đều đồng thời đo sâu.
Đ 3-4 Các phơng pháp đo sâu
I- Đo sâu theo mặt cắt ngang
Số liệu đo sâu theo mặt cắt ngang đợc sử dụng để tính các yếu tố lu lợng, bùn cát,
lập bình đồ đoạn sông
1. Chọn vị trí mặt cắt ngang
Số lợng mặt cắt và số điểm đo trên mỗi mặt cắt quyết định bởi yêu cầu về độ chính
xác của tài liệu. Càng nhiều mặt cắt và điểm đo thì địa hình đáy sông sẽ đợc phản ánh càng
chính xác. Vị trí mặt cắt và điểm đo đợc chọn ở những chỗ địa hình có sự thay đổi đột
biến. Khoảng cách giữa 2 mặt cắt ngang liên tiếp có thể căn cứ vào chỉ tiêu sau:
Khi độ rộng sông B 100m, khoảng cách giữa 2 mặt cắt ngang chọn trong khoảng

ữ
3
1
2
1
B, khi B 1000m, thì khoảng cách đó bằng






ữ
4
1
3
1
B.
2. Xác định điểm đo trên mặt cắt ngang (đo địa hình)
Số điểm đo sâu trên mỗi mặt cắt ngang phụ thuộc vào chiều rộng sông và địa hình của
đáy sông mà bố trí. Nói chung chỗ ít thay đổi thì bố trí tha điểm đo, chỗ địa hình đáy sông

37

thay đổi lớn thì bố trí dày, những chỗ địa hình đáy sông có thay đổi đột ngột cần có điểm
đo, số điểm đo trên mặt cắt có thể tham khảo bảng (3-3).
Bảng 3-3. Khoảng cách giữa các điểm đo sâu trên mặt cắt
Chiều rộng sông
(m)
<100

100 ữ 200 200 ữ 500 500 ữ 1000
Khoảng cách giữa
các điểm đo (m)
5
5 ữ10 10 ữ 20 20 ữ 50
3. Đo sâu mặt cắt ngang ở trạm thuỷ văn
Độ sâu trên tuyến đo (mặt cắt ngang) dùng để tính lu lợng nớc, lu lợng bùn cát
và các yếu tố thuỷ văn khác có liên quan tới độ sâu.
a. Thuỷ trực

đo sâu ở trạm mới thành lập
Vị trí thuỷ trực đo sâu quyết định phần lớn độ chính xác của tài liệu. Vị trí đờng thủy
trực ngoài việc phản ánh đợc địa hình đáy sông còn cần chú ý tới việc thuận lợi trong đo
đạc và tính toán. Do đó khoảng cách giữa các thuỷ trực nên chọn là bội số 2, 5, 10 đối với
sông có độ rộng lớn và bội số của 0,2; 0,5 khi chiều rộng sông nhỏ (B <10m). Đối với trạm
mới thành lập số đờng thuỷ trực đợc bố trí nh bảng (3-4).
Bảng 3-4. Bố trí thuỷ trực đo sâu đối với trạm mới
Độ rộng mặt nớc
B (m)
< 50 50-100 100-300 300-1000 1000-3000
Số đờng thuỷ trực
đo sâu
20 20-30 30-40 40-50 50-60
b. Thuỷ trực đo sâu ở trạm đ qua trên 3 năm đo đạc
Đối với trạm đã hoạt động trên 3 năm thì nghiên cứu và có thể giảm số đờng thuỷ
trực, nhng không đợc giảm dới một nửa số đờng thuỷ trực quy định ở bảng (3-4). Số
đờng thuỷ trực còn lại trớc hết cần u tiên cho các vị trí có địa hình đáy sông thay đổi đột
biến
4. Xác định vị trí điểm đo trên mặt cắt ngang
a. Phơng pháp căng dây: Khi sông có chiều rộng không lớn (B<200m) ít tàu thuyền

qua lại, lu tốc nhỏ thì có thể dùng dây (cáp, điện, ni lông ) có đánh dấu khoảng cách căng
qua sông để xác định vị trí điểm đo. (Hình 3-5)
ở các trạm thuỷ văn việc xác định vị trí của thuỷ trực thờng dựa vào công trình cáp
định vị hoặc hệ thống tiêu cố định.


Thuỷ trực là đờng thẳng đứng tởng tợng thuộc mặt cắt ngang sông, trên đó đợc bố trí các điểm đo
đạc các yếu tố thuỷ văn


38

b. Dùng mia và máy kinh vĩ: Trong điều kiện không áp dụng đợc phơng pháp căng
dây thì có thể dùng máy kinh vĩ để xác định vị trí điểm đo. Theo phơng pháp này trên
tuyến ngang dựng 4 sào tiêu R
1
, R
2
,R
3
,R
4
. (Hình 3-6), đặt máy kinh vĩ ở điểm A (gần mép
sông), cố định hớng ngắm về sào tiêu R
3
. Mia đợc dựng trên thuyền và đọc khoảng cách
trực tiếp. Phơng pháp này có thể áp dụng tốt khi mặt sông lặng sóng, và lu tốc nhỏ.

Hình 3-5. Xác định điểm đo bằng phơng pháp căng dây ngang sông
c. Dùng máy kinh vĩ và sào tiêu đo góc:

Theo phơng pháp này trên mặt cắt ngang dựng 4 sào tiêu R
1
, R
2
, R
3
, R
4
. Từ điểm A ở
trên bờ (nằm trên mặt cắt ngang) lấy một đoạn AC vuông góc với R
1
, R
2,

AC
lấy gần bằng
chiều rộng sông. Đặt máy kinh vĩ ở C (Hình 3-7). Khi đo sâu tại điểm nào đó ta đọc góc
(hợp bởi hớng CA và sào tiêu trên thuyền). Khoảng cách từ thuyền (điểm M) tới điểm A sẽ
là:
AM = AC. tg

Hình 3-6. Xác định điểm đo bằng Hình 3-7. Xác định khoảng cách bằng
máy kinh vĩ kinh vĩ và sào tiêu
d. Dùng hai máy kinh vĩ giao hội:
Vị trí điểm đo có thể xác định bằng các tia ngắm do hai máy kinh vĩ đặt trên bờ (không
trùng với mặt cắt ngang). Phơng pháp này đợc áp dụng cả khi không đo sâu theo mặt cắt
ngang; thuận lợi khi lập bình đồ đáy sông.

39

Ngoài các phơng pháp đã nêu ở trên còn có thể dùng tời (hình 3-8) hoặc cọc tiêu (hình
3-9) để xác định vị trí điểm đo.

Hình 3-8 Hình 3-9
a) Hệ thống tiêu ngoài; b) Hệ thống tiêu trong
Phơng pháp này đợc áp dụng đo sâu ở mặt cắt và điểm đo cố định nh ở các trạm
thuỷ văn.
e. Dùng máy Xếch tăng (Sextant) đặt trên thuyền:
Cấu tạo của máy Xêch tăng dựa trên nguyên lý quang học sau đây: Một tia sáng sau
khi phản xạ 2 lần qua 2 gơng phẳng sẽ tạo với tia tới đầu tiên một góc bằng hai lần trị số
góc hợp bởi hai gơng phẳng đó.
b

ảnh
sáo A

3



a
sáo B
1

gơng 3
2
P
Hình 3-10. Sơ đồ làm việc của máy Xếchtăng
Theo nguyên lý đó thì góc hợp bởi tia phản xạ lần thứ 2 ở gơng (3) và tia tới đầu tiên
(hớng AP) là bằng 2 lần góc hợp bởi hai gơng (2) và (3) - . Vậy = 2

40

Các bộ phận chính của máy xêchtăng gồm: ống kính ngắm (1), gơng phẳng di động
(2), gơng phẳng cố định(3), gơng (3) gồm nửa trên là kính trong suốt, nửa dới là gơng
phẳng; vành độ và du tiêu để xác định góc kẹp bởi hai hớng cần đo. (Hình 3-10)
Dùng máy xêchtăng có thể đo đợc những góc dới 125
0
. Độ chính xác của máy là 1
phút, nếu ớc lợng bằng mắt thờng thì độ
chính xác có thể đạt 1/10phút.

Hình 3-11. Xác định vị trí điểm đo
bằng máy Xếchtăng
Muốn đo góc kẹp giữa hai sào tiêu A-B nào
đó (Hình 3-11) thì ngắm qua ống kính hớng về
sào tiêu B và đo góc
1
. Sau đó quay du tiêu cho
gơng phẳng (2) di động đến A, khi thấy ảnh của
sào tiêu A trùng với sào B trên gơng 3 thì đọc
góc
2
. Trị số góc kẹp giữa 2 hớng A và B là:
=
2
-
1
Và khoảng cách BM sẽ đợc tính:
BM = AB.Cotg

II- Đo sâu theo hớng dọc sông
Khi cần khảo sát địa hình đáy sông ở nơi sông rộng, lu tốc lớn thì có thể đo sâu theo
hớng dọc sông.
1. Đo theo hớng dòng chảy: Trên bờ đoạn sông cần đo bố trí những điểm khống chế
các tuyến dẫn T
1
, T
2
, T
3
(hình 3-12). Tại các
điểm khống chế đó đặt các máy kinh vĩ; dùng
phơng pháp giao hội để xác định vị trí từng
điểm đo sâu trên các tuyến theo hớng dòng
chảy.
Hình 3-12
Khoảng cách giữa các điểm đo trên mỗi
tuyến tuỳ theo yêu cầu của tài liệu mà quy
định, thông thờng khoảng cách đó từ
10
1
20
1
ữ
độ rộng sông.
2. Đo sâu theo hớng chéo dòng chảy: Để đo theo phơng pháp này trên bờ sông
cũng đợc bố trí tuyến dẫn và đặt máy kinh vĩ nh phơng pháp 1. Khi đo cho thuyền di
chuyển trên các tuyến hợp với hớng chảy một góc từ 15-30
0
. Các tuyến đo chọn cách nhau

từ 1/4 ữ 1/2 chiều rộng sông. Vị trí điểm đo trên mỗi tuyến đợc xác định bằng phơng
pháp giao hội (hình 3-13). Khi đo có thể cho thuyền di chuyển theo các tuyến ABCD
(theo mũi tên)

41


Hình 3-13
III- Đo sâu theo ô vuông
Phơng pháp này đợc dùng để đo sâu ở lòng
hồ, kho nớc, bãi chìm Dựa vào bản đồ địa hình
chia mặt hồ hoặc bãi cần đo thành các ô (hình 3-14).
Khoảng cách giữa các tuyến dày hay tha là tuỳ
thuộc vào yêu cầu độ chính xác của tài liệu và địa
hình đáy hồ, sông. Thông thờng 2 điểm đo kề nhau
trên mỗi tuyến cách nhau 5ữ10m. Vị trí các điểm đo
có thể đợc đánh dấu bằng phao nổi, tiêu trên bờ
hoặc phơng pháp giao hội nh đã trình bày. Ngoài
các phơng pháp định vị điểm đo đã nêu khi đo sâu
lòng hồ rộng, hoặc biển có thể sử dụng máy định vị
qua vệ tinh. Phơng pháp này khá thuận lợi khi đợc trang bị máy định vị bảo đảm độ chính
xác cần thiết.
Hình 3-14
Đ 3-5. Chỉnh lý v tính toán ti liệu đo sâu
Công tác chỉnh lý và tính toán tài liệu đo sâu nhằm phát hiện những sai sót trong đo
đạc, ghi chép, tính toán ban đầu để nâng cao độ chính xác của tài liệu và hệ thống tài liệu
dới dạng gọn nhất giúp cho việc sử dụng và lu trữ tài liệu thuận lợi.
I- Nội dung chỉnh lý số liệu đo sâu
Trớc khi chỉnh lý tài liệu cần thu thập các loại tài liệu nh mực nớc, độ sâu, góc lệch
dây cáp, tọa độ điểm đo, lu tốc dòng nớc (nếu có) và các loại tài liệu khác có liên quan

tới tài liệu đo sâu nh sóng, gió, tình hình thời tiết và tài liệu đo sâu của các lần đo trớc đó.
Nội dung công tác chỉnh lý, kiểm tra số liệu bao gồm:
Kiểm tra sự hợp lý của việc bố trí tuyến đo và điểm đo. Nếu thấy cần thiết thì có thể
tổ chức đo bổ sung.
Kiểm tra việc ghi chép độ sâu và tài liệu xác định vị trí điểm đo.
Dựa vào tài liệu đã đo tính độ sâu đã hiệu chỉnh.

42

Trờng hợp có tài liệu đo sâu cũ, cần tiến hành so sánh độ sâu của các lần đo để phát
hiện những sai sót trong đo đạc, ghi chép.
Dựa vào các kết quả đo đạc, thiết lập mặt cắt dọc, mặt cắt ngang sông, lập bình đồ,
tính toán các đặc trng của mặt cắt.
Thống kê tài liệu dới dạng bảng biểu và bản vẽ
Cuối cùng là đánh gía mức độ tin cậy của tài liệu, những kiến nghị khi sử dụng tài
liệu.
II- Tính toán tài liệu độ sâu và các đặc trng mặt cắt
1. Độ sâu của điểm đo
Độ sâu của điểm đo là độ sâu đo tại các điểm bằng các phơng tiện và máy móc đã
nêu, sau khi đã hiệu chỉnh (nếu có)
2. Mực nớc tính toán
Để sử dụng đợc tài liệu độ sâu trong tính toán thuỷ văn, trong việc lập bình đồ đoạn
sông độ sâu của một lần đo tại mỗi vị trí cần đợc gắn liền với một mực nớc nhất định.
Mực nớc đó gọi là mực nớc tính toán (H
TT
) hoặc mực nớc tơng ứng (H
T.
). Mực nớc
tính toán đợc xác định theo 2 trờng hợp sau đây:
Khi mực nớc trong thời gian đo sâu thay đổi ít (H

đ
- H
c
10 cm) thì mực nớc tính
toán sẽ là:
H
TT
=
2
HH
cd
+
(3-5)
Trờng hợp mực nớc trong quá trình đo sâu thay đổi nhanh (H
đ
- H
c
>10cm) thì mực
nớc tính toán sẽ là:
H
TT
=
B
bHbHbH
nn
+
+
+

2211

(3-6)
Trong đó:
H
d
, H
c
- mực nớc lúc bắt đầu đo và khi kết thúc đo.
b
1
, b
n
- khoảng cách từ mép nớc tới điểm giữa 2 thủy trực đo sâu sát bờ.
b
2
, b
3
là khoảng cách điểm giữa hai thuỷ trực đo sâu kề nhau.
B - chiều rộng mặt cắt ngang.
H
1
, H
2
là mực nớc khi đo sâu tại thuỷ trực 1,2 (Xem hình 3-15)
Từ mực nớc tính toán H
TT
và độ sâu tại điểm đo (h) có thể tính đợc cao trình đáy
sông (Z) nh sau:
Z= H
TT
- h (3-7)

43


Hình 3-15. Sơ đồ biến thiên mực nớc trong thời gian đo
3. Tính các đặc trng của mặt cắt ngang
a. Diện tích mặt cắt ớt:
Diện tích mặt cắt ớt là diện tích mặt cắt ngang lòng sông vuông góc với hớng chảy
bình quân giới hạn bởi đờng đáy sông và mực nớc tính toán. Diện tích mặt cắt ớt thờng
ký hiệu là (hoặc F, A) đơn vị là m
2
. Diện tích mặt cắt ớt có thể gồm có một bộ phận
nớc không chảy. Diện tích phần nớc chảy gọi là diện tích chảy; diện tích phần nớc
không chảy gọi là diện tích tù.
Tính diện tích mặt cắt ớt có thể dùng máy đo trực tiếp trên hình vẽ mặt cắt ngang hoặc
tính bằng phơng pháp gần đúng. Theo phơng pháp gần đúng thì mặt cắt ngang đợc chia
thành các tam giác và hình thang nhỏ giới hạn bởi các đờng thuỷ trực đo sâu (hình 3-16)
và khi đó diện tích mặt cắt sẽ bằng:
=
0
+
1
+
2
+ +
n-1
+
n
=
nnn

nn
bhb
hh
b
hh
b
hh
bh
2
1
2

222
1
1
1
2
32
1
21
01
+
+
++
+
+
+
+

(3-8)
Trong đó:

i
- diện tích bộ phận thứ i (i=0 ữ n)
h
j
- độ sâu tại thuỷ trực thứ j (j=1 ữ n).
b
i
- khoảng cách giữa hai thuỷ trực đo sâu kề nhau ở bộ phận thứ i
b. Độ rộng mặt nớc: Độ rộng mặt nớc là khoảng cách giữa hai mép nớc tại mặt cắt
ngang. Độ rộng đợc ký hiệu là B(m).
c. Độ sâu bình quân mặt cắt h(m) đợc tính:
h =
B

(3-9)


44

Trong đó:
h - Độ sâu bình quân mặt cắt.
- Diện tích mặt cắt ứng với mực nớc tính toán.
B - Chiều rộng mặt nớc ứng với mực nớc tính toán

Hình 3-16. Sơ đồ tính diện tích mặt cắt ngang
1, 2, 3: Số hiệu thuỷ trực đo sâu. I, II: Số hiệu thuỷ trực đo lu tốc
d. Chu vi vớt

là chiều dài đáy sông giới hạn bởi hai mép nớc đợc tính:
=
222
12
2
1
2
1
2
0 nn
hb )hh(bhb ++++++
(3-10)
e. Bán kính thủy lực R đợc tính:
R =


(3-11)
Trờng hợp sông rộng thì B, khi đó có thể thay bán kính thuỷ lực bằng độ sâu bình
quân trong tính toán.

45