Nghiên cứu ứng dụng máy đo lưu lượng rio grande ADCP xác định lưu lượng dòng chảy trong sụng

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Việt nam do điều kiện mưa nhiều đã tạo ra một số lượng sông suối rất lớn, tới
khoảng 2.360 con sông và kênh lớn nhỏ. Dọc bờ biển, khoảng 23 km có một cửa
sông và theo thống kê có 112 cửa sông ra biển. Các sông lớn ở nước ta thường bắt
nguồn từ bên ngoài, phần trung du và hạ du chảy trên đất Việt Nam. Hầu hết các
sông ở việt nam chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam và đổ ra Biển Đông. Ngoại
lệ có sông Kỳ Cùng và Bằng Giang chảy theo hướng Đông Nam - Tây Bắc.
Do các sông bắt nguồn từ các núi cao nên sông ở thượng lưu rất dốc. Chính vì
vậy vào mùa mưa sông chảy xiết, khi chảy về đồng bằng, sông uốn khúc quanh co.
Hiện nay việc tính toán các công trình ven sông và dự báo thủy văn sông ngòi
là công tác đặc biệt quan trọng, nhất là việc nghiên cứu các giải pháp ứng phó với
biến đổi khí hậu đang ngày một tác động sâu rộng đến nền kinh tế đất nước cũng
như đời sống nhân dân. Do vậy, công tác thu thập và cập nhật các số liệu thủy văn
sông ngòi, đặc biệt là lưu lượng, vận tốc dòng chảy có ý nghĩa thực tiễn và cấp
bách, góp phần vào công tác quy hoạch, thiết kế công trình cũng như dự báo biến
dạng lòng sông phục vụ cho các dự án phát triển kinh tế đất nước, giảm thiểu tác
động của thiên tai.
Đề tài “Nghiên cứu ứng dụng máy đo lưu lượng Rio Grande ADCP xác
định lưu lượng dòng chảy trong sông” là một trong những đề tài thiết thực, có ý
nghĩa thực tiễn cao, có thể căn cứ vào đó để làm cơ sở cho việc xác định thông số
thủy văn như lưu lượng, vận tốc dòng chảy trong sông, góp phần quan trọng trong
tính toán các công trình đường thủy, công trình bảo vệ bờ, công trình cầu cũng như
các lĩnh vực liên quan.
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Nghiên cứu ứng dụng máy đo lưu lượng Rio Grande ADCP phù hợp với điều
kiện Việt Nam.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
Đối tượng nghiên cứu: máy đo lưu lượng dòng chảy Rio Grande ADCP và
phần mềm sử dụng.
Phạm vi nghiên cứu: lý thuyết tính toán lưu lượng dòng chảy.

4. Phương pháp nghiên cứu của đề tài
Kết hợp các lý thuyết sẵn có, bộ phần mềm và máy đo lưu lượng sẵn có, ứng
dụng vào thực tiễn xác định lưu lượng dòng chảy trong sông.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

1


Đề tài đã nghiên cứu tổng thể lý thuyết để tính toán lưu lượng dòng chảy, áp
dụng thực tiễn sử dụng trên máy đo lưu lượng Rio Grande ADCP phù hợp với điều
kiện Việt Nam.

2


Chương 1

TỔNG QUAN VỀ SÔNG VÀ ĐẶC TÍNH THỦY VĂN
TRONG SÔNG
1.1 Sông và hệ thống sông
1.1.1 Mạng lưới sông

a. Sông chính và sông nhánh
Dòng nước tự nhiên chảy theo chỗ trũng của địa hình, có lòng dẫn ổn định và
có nguồn cung cấp nước mặt và nước ngầm gọi là sông.
Sông chính là sông trực tiếp đổ ra biển hoặc hồ. Sông trực tiếp chảy vào sông
chính gọi là sông nhánh cấp I, sông chảy vào sông nhánh cấp I gọi là sông nhánh
cấp II, cứ như vậy mà suy ra các sông nhánh cấp tiếp theo.
b. Mạng lưới sông :
Tập hợp toàn bộ sông nhánh, sông chính có liên quan dòng chảy với nhau gọi

là hệ thống sông hay còn gọi là lưới sông.
Tập hợp toàn bộ sông, hồ, đầm lầy... trong một khu vực nhất định gọi là hệ
thống địa lý thủy văn của khu vực ấy. Trong hệ thống sông, người ta lấy tên sông
chính gọi tên cho cả hệ thống sông ấy.
1.1.2 Các dạng lưới sông chính

a. Lưới sông hình nan quạt :
Các sông nhánh đổ vào sông chính ở những vị trí gần nhau, dòng sông chính
không dài vì vậy có khả năng sinh ra lũ đồng thời và lũ ở hạ lưu khá lớn.

Hình 1.1. Lưới sông hình nan quạt
b. Lưới sông hình lông chim
Sông chính tương đối dài, các sông nhánh phân bố đều sang 2 bên vì vậy ít
sinh ra lũ đồng thời và lũ ở hạ lưu không lớn.

3


Hình 1.2. Lưới sông hình lông chim
c. Lưới sông hình song song :
Sông chính và sông nhánh song song nhau. Loại này cũng sinh ra lũ đồng thời
và lũ ở hạ lưu tương đối lớn.

Hình 1.3. Lưới sông hình song song
1.1.3 Lưu vực sông và các đặc trưng của lưu vực

a. Lưu vực sông và đường phân nước của lưu vực
Lưu vực sông là khu vực tập trung nước của một con sông, đoạn sông hay hệ
thống sông. Nó là diện tích mặt đất được giới hạn bởi chu vi của đường phân nước
của lưu vực, ký hiệu F (km2)

Đường phân nước của lưu vực: là đường ranh giới mà từ đó nước chảy về 2
phía đối diện nhau của 2 lưu vực cạnh nhau.

4


Hình 1.1. Đường phân nước mặt và đường phân nước ngầm
Có 2 loại đường phân nước : đường phân nước mặt và đường phân nước
ngầm.
- Đường phân nước mặt là đường nối các điểm cao nhất liên tiếp trên lưu vực
mà từ các điểm đó nước mặt đổ về lưu vực này hay lưu vực khác ở bên cạnh.
- Đường phân nước ngầm là đường nối các điểm cao nhất liên tiếp trên mực
nước ngầm, từ đó cấp nước về 2 lưu vực cạnh nhau.
b. Các đặc trưng hình học của lưu vực
Diện tích lưu vực (F - km2) là phần diện tích được giới hạn bởi đường phân
nước, phản ánh diện tích hứng nước mưa của sông.
Chiều dài của lưu vực (L - km) là khoảng cách theo đường gấp khúc từ nguồn
đến cửa sông đi qua các điểm giữa của các đoạn thẳng cắt ngang lưu vực và vuông
góc với hướng dòng chảy. Thường trong tính toán L được lấy bằng chiều dài của
sông chính.
Chiều rộng bình quân của lưu vực (B - km) được đo bằng tỷ số giữa diện tích
của lưu vực với chiều dài của lưu vực.
Độ cao trung bình của lưu vực (Htb)
Độ dốc trung bình của lưu vực (Jtb)
c. Các đặc trưng địa lý tự nhiên của lưu vực
Vị trí địa lý: được xác định trên cơ sở các toạ độ địa lý (kinh độ, vĩ độ) và các
vùng tiếp giáp trên bản đồ địa lý sông ngòi. Cần chỉ rõ xung quanh phân giới của
lưu vực có những ngọn núi nào, đồng thời đề cập đến con sông đó cách xa biển bao
nhiêu km và xét xem hơi nước vận chuyển từ biển vào lưu vực như thế nào.
Địa hình của lưu vực: những lưu vực nhiều đồi núi có hiện tượng mưa nhiều.

Độ cao, hướng núi có ảnh hưởng đến tình hình khí hậu, khí tượng trên lưu vực
Cấu tạo địa chất, thổ nhưỡng: có tác dụng điều tiết thủy văn, ảnh hưởng đến
khả năng cung cấp nước ngầm trong lưu vực.

5


Thảm phủ thực vật: bao gồm rừng, các loại cây trồng trên lưu vực có tác dụng
quan trọng điều tiết dòng chảy trên lưu vực, ảnh hưởng đến yếu tố khí hậu, làm
chậm tập trung dòng chảy mặt và tăng cường dòng chảy ngầm.
Ao hồ đầm lầy: có tác dụng điều tiết làm chậm quá trình tập trung dòng chảy
mặt. Trong mùa lũ, một phần nước được trữ trong các ao hồ, đầm lầy. Khi lũ rút,
nước được tháo ở các ao hồ để điều tiết dòng chảy.
1.1.4 Dòng sông và sự hình thành dòng chảy sông ngòi

a. Phân đoạn dòng sông:
Một con sông phát triển đầy đủ thường chia làm 5 đoạn như sau :

Hình 1.1. Phân đoạn dòng sông
1. Nguồn sông : là nơi bắt đầu của dòng sông. Nguồn sông thường bao gồm
một diện tích rất lớn, nhiều lúc khó xác định như ở vùng đá vôi có nhiều hang động,
cũng có khi bắt nguồn từ một mạch nước ngầm hoặc một hồ chứa nước.
2. Thượng lưu : là đoạn sông trực tiếp nối với nguồn sông. Đặc điểm là có độ
dốc lớn, nước chảy xiết, xói lở mạnh theo chiều sâu, lòng sông hẹp thường có thác
ghềnh lớn.
3. Trung lưu : đoạn nối tiếp với thượng lưu, độ dốc lòng sông đã giảm nhiều,
không có những ghềnh thác lớn, nước chảy yếu hơn, xói lở phát triển sang 2 bên bờ
mạnh làm cho lòng sông đã mở rộng dần, bãi sông xuất hiện, trên mặt bãi sông đã
có dạng uốn khúc.
4. Hạ lưu : đoạn cuối cùng của sông, đặc biệt ở đoạn này là độ dốc lòng sông

rất bé, nước chảy chậm, bồi nhiều hơn xói, tạo nhiều bãi sông nằm ngang ở giữa
lòng sông, hình dạng lòng sông quanh co uốn khúc rất nhiều, lòng sông mở rộng ra
nhiều so với đoạn trên.
5. Cửa sông : là nơi sông tiếp giáp với biển hoặc hồ hoặc một con sông khác
(có khi sông chưa chảy ra đến biển hoặc hồ đã cạn hết nước gọi là sông cụt). ở của
sông lòng sông mở rộng, lưu tốc bé dần, phù sa lắng đọng tạo thành những tam giác
châu.
b. Sơ lược về sự phân bố của nước trên trái đất
- Sự phân bố của nước trên trái đất:
Nước trên trái đất theo quan điển thủy văn học, trong quá trình chuyển động
của nó vào mỗi thời điểm có một vị trí nhất định, những vị trí ấy quy thành 4 tầng:

6


1- Tầng khí chứa hơi nước;
2- Tầng nước trên mặt đất;
3- Nước trong tầng đất ẩm;
4- Nước trong đất bão hoà nước;
- Tuần hoàn của nước trong thiên nhiên:
Trong thực tế, sự tuần hoàn của nước là một quá trình phức tạp, nó được thực
hiện qua quá trình vận động của nước như sau :
Nước rơi → nước ngầm → dòng chảy → bốc hơi
Người ta thấy rằng, hàng năm tổng lượng nước mưa rơi xuống lục địa là
100.000 km3, trong đó hơi nước do biển bốc lên và mang vào lục địa là 30.000 km 3,
còn lại là lượng bốc hơi trên bề mặt lục địa.

Hình 1.2. Tuần hoàn của nước trong tự nhiên
c. Khái niệm cơ bản về sự hình thành dòng chảy sông ngòi
Quá trình hình thành dòng chảy ta nghiên cứu sự hình thành của 2 dòng: dòng

chảy mặt và dòng chảy ngầm.
- Quá trình hình thành dòng chảy mặt: Bao gồm 4 quá trình sau:
1- Quá trình mưa :
2- Quá trình tổn thất :
3. Quá trình chảy tràn trên sườn dốc :
4- Quá trình tập trung dòng chảy trong sông :
- Quá trình hình thành dòng chảy ngầm:
X

I

Tầng TÇng
không
thấm
kh«ng
thÊm

II

III
Tầng không thấm
Hình 1.3. Quá trình hình thành dòng chảy ngầm

7


1.1.5 Các đặc trưng trên mặt bằng và mặt cắt ngang của dòng sông

a. Mặt bằng dòng sông
- Hiện tượng uốn khúc của dòng sông:

Trên mặt bằng, các đoạn sông ở vùng đồng bằng có dạng uốn khúc theo dạng
hình sin. Có dạng này là vì quy luật vận động của dòng sông và lực Criolít gây ra.

Hình 1.1. Hiện tượng quanh co uốn khúc của dòng sông
- Sự phân bố độ sâu trên lòng sông:
Sự phân bố độ sâu trên lòng sông có liên quan chặt chẽ đến hình dạng quanh
co trên mặt bằng của dòng sông. Do tác dụng xói mòn của dòng nước tạo nên bờ lồi
bãi bồi và bờ lõm lạch sâu. Đoạn nối liền giữa 2 lạch sâu gọi là đoạn quá độ, đường
nối liền những điểm sâu nhất trên lòng sông (theo mặt cắt ngang) gọi là lạch hàng
vận. Khi lạch hàng vận là đường cong trơn đủ sâu thì có lợi cho giao thông vận tải
thuỷ. Nếu nó là đường khúc khuỷu gồ ghề thì trở ngại cho giao thông vận tải.

Hình 1.2. Phân bố độ sâu trên mặt bằng dòng sông
b. Mặt cắt dọc dòng sông
Mặt cắt dọc dòng sông là mặt cắt đáy sông dọc theo lạch hàng vận.
c. Mặt cắt ngang lòng sông
- Mặt cắt ngang dòng sông:
Là mặt cắt vuông góc với hướng dòng chảy trong sông tại một vị trí nào đấy.
Mặt cắt ngang dòng sông biến hoá theo tình hình mực nước trong sông. Lúc mực

8


nước thấp dòng nước chỉ chảy qua vùng đất thấp nhất và phần đó gọi là lòng sông.
Mùa lũ nước dâng lên phần lớn thung lũng 2 bên và gọi là bãi sông.
.3

2.

3.

MNL
MNK

1

Hình 1.3. Mặt cắt ngang lòng sông
- Các đặc trưng thủy lực trên mặt cắt ngang:
+ Diện tích mặt cắt ướt ω (m2): là diện tích của phần mặt cắt có nước chảy
qua. Mặt cắt ngang lòng sông khi khảo sát đo vẽ lên giấy kẻ li. Hình dáng lòng sông
thường không bằng phẳng. Để tính ω một cách chính xác ta chia nó ra thành các
mảnh nhỏ để tính.
ω=

h1.b0 h1 + h2
h +h
h .b
+
b1 + ... + n −1 n bn −1 + n n
2
2
2
2

(1. 0)

B
bo

b1

h1

.

bn-1

bn

hn
h2

wn

wo
w1

wn-1

Hình 1.4. Tính toán mặt cắt ướt
Trong đó ;
hi - độ sâu tính từ mực nước đến đáy sông và được gọi là các thủy trực
bi – khoảng cách theo chiều ngang giữa các thủy trực
+ Bề rộng mặt cắt có nước B (m): là khoảng cách giữa mép nước bờ phải đến
mép nước bờ trái. B được xác định bằng cách đo căng dây cáp (sông nhỏ) hay dùng
các phương pháp trắc lượng để tìm ra.
+ Chu vi ướt χ (m): là độ dài đáy sông trong phạm vi tiếp xúc với nước.
χ = b02 + h12 + b12 + (h2 − h1 ) 2 + ... + bn2 + hn2

(1. 0)

+ Độ sâu trung bình HTB (m) tại một mặt cắt: được xác định theo công thức:
ω
H TB =
(1. 0)
B

9


Trong đó :
ω - diện tích mặt cắt có nước (m2)
B – chiều rộng mặt cắt có nước (m)
+ Lưu lượng Q (m3/s): là khối lượng nước chuyển qua mặt cắt trong một đơn
vị thời gian.
+ Lưu tốc trung bình tại một mặt cắt v (m/s):
v=

Q
ω

(1. 0)

1.1.6 Những đặc trưng khí hậu của lưu vực và dòng sông

Khí hậu là nhân tố ảnh hưởng quyết định đến quá trình hình thành dòng chảy
trong đó mưa và bốc hơi là 2 nhân tố quyết định trực tiếp. Mưa là nguyên nhân sinh
ra dòng chảy, bốc hơi làm giảm lượng dòng chảy.
- Mưa: vì một nguyên nhân nào đó không khí lạnh đi xuống dưới điểm sương,
hơi nước trong không khí đạt trạng thái quá bão hoà, nhờ các hạt nhân ngưng kết (là

các hạt rắn nhỏ, háo nước như tinh thể nước đá, khói bụi công nghiệp, tro bụi cháy
rừng…), phần hơi nước thừa trong không khí sẽ ngưng tụ lại thành giọt và rơi
xuống dưới tác dụng của trọng lực. Nguyên nhân chủ yếu để nhiệt độ không khí hạ
thấp xuống dưới điểm sương là việc giảm động lực của các khối khí.
- Bốc hơi: là một nhân tố quan trọng trong quá trình hình thành dòng chảy.
Bốc hơi chia làm 3 loại : bốc hơi mặt nước, bốc hơi mặt đất và bốc hơi qua lá cây.
1.2 Những đặc trưng thủy văn chủ yếu (Mực nước, lưu tốc, lưu lượng )
1.2.1 Mực nước

- Định nghĩa: mực nước H ở một thời điểm nào đó trên mặt cắt nào đó trong
sông là cao trình của mặt nước tại mặt cắt đó vào thời điểm quan trắc tính từ mặt
gốc.
- Ý nghĩa: biết được Hmax,, Hmin, HTB để làm căn cứ để tính cao trình đỉnh, cao
trình đáy, tính được luồng tàu chạy.
- Các danh từ về mực nước:
+ Mực nước cao nhất (Hmax) là những mực nước cao nhất trong thời kỳ quan
trắc : có Hmax tháng, ngày, năm.
+ Mực nước thấp nhất (Hmin) : là mực nước thấp nhất trong thời kỳ quan trắc.
Hmin ngày, tháng, năm.
+ Mực nước trung bình (HTB) : là mực nước trung bình trong thời kỳ quan
trắc. HTBngày, HTBtháng, HTBnăm.
+ Mực nước trung bình cao nhất H TBmax: là trị số trung bình số học của các
MN cao nhất trong khoảng thời gian nào đó, thường là nhiều năm.

10


+ Mực nước trung bình thấp nhất HTbmin: là trị số TB só học của các mực
nước thấp nhất trong một khoảng thời gian nào đó, thường là nhiều năm.
- Quan trắc mực nước :

+ Dùng các cọc đo nước: cọc đo nước là những cọc bằng gỗ hay bằng bê tông
được chôn xuống lòng sông.
Mực nước được đo bằng cách lấy cao trình đầu cọc cộng với giá trị độ sâu đo
được trên thước cầm tay (a)

Hình 1.1. Quan trắc mực nước bằng cọc đo nước
+ Dùng hệ thống thuỷ chí: trên mặt nghiêng sông, ta đặt hệ thống cọc thuỷ chí,
thường các cọc bằng BT 10x10cm hay 15x15cm. Các cọc đặt chênh nhau 0,6 –
0,8m. Tiến hành đo đạc đỉnh cọc theo mốc cơ bản của nhà nước.

Hình 1.2. Đo nước bằng hệ thống thủy chí
+ Loại tự ghi: nguyên tắc tự ghi là một chiếc phao liên hệ với một hệ thống
ròng rọc và ghi lại mực nước trên một trục quay liên tục theo thời gian.

11


- Đường quá trình mực nước :
Là đường biểu diễn sự biến hoá của mực nước theo thời gian H = f(t)
H

H = f(t)
t

Hình 1.3. Đồ thị biểu diễn đường quá trình mực nước
1.2.2 Lưu tốc

- Khái niệm về lưu tốc :
Lưu tốc tức thời tại một thời điểm trong sông là lưu tốc đo tại thời điểm ấy.
Lưu tốc tức thời của một chất điểm nước luôn luôn biến đổi về trị số cũng như

hướng.
Lưu tốc trung bình: trong thủy văn ta thường dùng lưu tốc trung bình, đó là
lưu tốc đo được trong khoảng thời gian từ 2 – 5 phút.
- Dòng xoáy trong nước:
Thực tế trong sông, dòng nước không chảy thẳng góc với mặt cắt có nước mà
chảy theo những dòng xoắn. Dòng xoắn thường gặp là dòng xoắn đơn, dòng xoắn
kép.
- Sự phân bố lưu tốc:
Trên mặt thẳng đứng cũng như trên mặt cắt ngang, sự phân bố lưu tốc không
đều.
+ Trên mặt thẳng đứng: lưu tốc trên mặt lớn hơn lưu tốc dưới sâu.

Hình 1.1. Phân bố lưu tốc theo độ sâu
+ Trên mặt cắt ngang: trị số phân bố của lưu tốc cũng không đều, ở giữa lớn,
hai bên bờ nhỏ.

12


0.9
0.8
0.7
0.6

Hình 1.2. Phân bố lưu tốc trên mặt cắt ngang
- Đo lưu tốc:
+ Đo bằng lưu tốc kế
+ Đo bằng phao
+ Đo bằng thiết bị đo dùng sóng âm
- Tính lưu tốc:

Tính lưu tốc trung bình trên một thuỷ trực. Tuỳ thuộc vào số điểm đo trên một
thuỷ trực ta có thể dùng công thức sau :
Với 5 điểm đo :
VTB = 0,1(Vmặt + 3.V0,2H + 3.V0,6H + 2.V0,8H + Vđ)

(1. 0)

Với 3 điểm đo :
VTB = 0,25.(V0,2H + 2.V0.6H + V0,8H)

(1. 0)

1.2.3 Lưu lượng

- Khái niệm lưu lượng (Q):
Lưu lượng là khối lượng nước chảy qua mặt cắt có nước trong một đơn vị thời
gian.
Đơn vị lưu lượng : m3/s; m3/h
Công thức tính toán :
Q = ω. VTB
Trong đó :

(1. 0)

ω - diện tích mặt cắt có nước (m2)
VTB – vận tốc trung bình trên mặt cắt ngang.

- Tính lưu lượng dòng chảy:

Hình 1.1. Sơ đồ tính toán lưu lượng trên mặt cắt ngang

13


Trình tự tính toán:
+ Tìm trị số lưu tốc trung bình trên thuỷ trực;
+ Tìm diện tích mặt cắt ngang giữa các thuỷ trực và giữa thuỷ trực với bờ;
+ Tính lưu lượng theo công thức:
 v + v2 
Qm / c = k1 .v1 . f 0 +  1
. f 1 + ... + k n .v n . f n
 2 

(1. 0)

Trong đó :
v1, v2, ..,vn – lưu tốc trung bình tại các thủy trực;
f0, f1, .., fn – diện tích mặt cắt có nước giữa 2 thuỷ trực liền nhau;
k1, kn – hệ số bờ, phụ thuộc vào độ nhám bờ
1.3 Quan trắc lưu lượng dòng chảy trong sông (Theo quy chuẩn kỹ

thuật quốc gia về quan trắc thủy văn QCVN 47:2012/BTNVMT )
1.3.1 Quan trắc lưu lượng nước vùng sông không ảnh hưởng thủy triều

a. Chế độ quan trắc lưu lượng nước
- Quan trắc thường xuyên:
Quan trắc thường xuyên là quan trắc nhiều năm liên tục. Tùy theo tính chất
thủy lực của từng loại trạm mà quan trắc theo cấp mực nước, theo thời gian (trạm
ổn định), theo vị trí đặc trưng của các con lũ (ảnh hưởng lũ), theo quá trình diễn
biến đặc biệt của chế độ thủy lực (ảnh hưởng vật, bồi xói, phai cọn…).

Bố trí đủ điểm ở các vị trí đặc trưng theo quá trình diễn biến của lưu lượng
nước, nắm được chế độ thủy lực của các trạm, căn cứ vào đó xác định đường Q =
f(H) được chính xác, tính được lưu lượng nước trung bình ngày và các đặc trưng
dòng chảy tháng, năm...
- Quan trắc không thường xuyên:
Quan trắc lưu lượng nước không thường xuyên là mỗi năm hoặc vài năm mới
đo một số lần theo một số cấp mực nước hoặc một số con lũ nhất định để kiểm tra
sự thay đổi của lưu lượng nước.
- Số lần quan trắc lưu lượng nước của một trạm cơ bản:
Các yêu cầu
- Đủ để khống chế được tính đại biểu, các điểm đặc trưng của diễn biến đường
Q = f(H) từ thấp tới cao.
- Đủ điểm để xác định Q = f(H) theo chế độ ảnh hưởng thủy lực kể cả trường
hợp đặc biệt như vỡ đê, tràn bãi v.v.
Quy định cụ thể

14


- Số lần quan trắc lưu lượng nước tối thiểu hàng năm đối với trạm thành lập
dưới 3 năm:
+ Mùa kiệt 12 - 15 lần.
+ Mùa lũ 40 - 45 lần.
* Mùa kiệt hai lần quan trắc lưu lượng nước liên tiếp không cách nhau quá 20
ngày. Thời gian mực nước biến đổi đột ngột (đóng, mở cống; đắp, phá phai) cần bố
trí quan trắc trong giai đoạn chuyển tiếp.
* Bình thường phân bố quan trắc theo cấp mực nước.
* Mùa lũ phân bố quan trắc theo quá trình con lũ (cả nhánh lên và nhánh
xuống).
* Bất cứ mùa kiệt hay mùa lũ khi quan trắc cần theo dõi chế độ thủy lực, tính

toán phân tích kịp thời nếu thấy có hiện tượng đột xuất cần tăng cường quan trắc.
- Số lần quan trắc lưu lượng nước tối thiểu hàng năm đối với trạm thành lập từ
3 - 5 năm:
+ Đối với những trạm đã thành lập từ 3 - 5 năm sau khi đã phân tích, tìm hiểu
đặc tính trạm, nắm chắc chế độ thủy lực của trạm, tài liệu thu thập đầy đủ bao gồm
các đặc trưng điển hình nhất thì trạm có thể tiến hành nghiên cứu giảm số lần quan
trắc.
+ Về việc chọn điểm và năm tài liệu để thành lập phương án nghiên cứu giảm
số lần quan trắc theo hướng dẫn ở phụ lục 3 và chỉ được áp dụng sau khi được cơ
quan có thẩm quyền duyệt.
+ Số lần quan trắc lưu lượng nước của từng loại trạm theo năm nước trung
bình quy định trong bảng 1.
Bảng 1.1. Số lần quan trắc lưu lượng nước những trạm có tài liệu từ 3 - 5 năm

Số lần
đo

Chế độ thủy lực

Ổn
định

Phai

Lũ

Vật

Xói bồi

Mùa kiệt

10

20-25

15-18

20-25

10-12

Mùa lũ

20

18-20

25-40

20-25

25-30

Toàn năm

30

38-45

40-58

40-50

35-42

- Số lần quan trắc lưu lượng nước tối thiểu đối với trạm thành lập trên 5 năm:
+ Đối với trạm có tài liệu trên 5 năm, đã nắm vững đặc tính trạm, sau khi kết
thúc công tác chỉnh biên hàng năm, căn cứ vào kết quả phân tích, xử lý và tình hình
thực tiễn của từng trạm, có thể đề nghị giảm số lần quan trắc lưu lượng nước cho
thích hợp.

15


+ Việc giảm số lần quan trắc lưu lượng nước tới mức cần thiết, giám đốc cơ
quan chủ quản xây dựng phương án và chỉ khi được cơ quan thẩm quyền chấp nhận
mới được sử dụng.
+ Việc tăng cường số lần quan trắc lưu lượng nước khi mực nước biến đổi đột
xuất hoặc khi có lũ lớn trưởng trạm thủy văn căn cứ vào tình hình thực tế ra quyết
định cho kịp thời.
+ Khi thành lập phương án giảm số lần quan trắc lưu lượng nước cần chọn số
điểm có chất lượng cao.
* Sai số tổng lượng nước sau khi giảm số lần quan trắc so với trước khi giảm
nằm trong phạm vi ± 3%.
* Lưu lượng nước trung bình, lớn, nhỏ nhất tháng, năm phải có 75% số điểm
nằm trong phạm vi sai số ± 3% và 95% số điểm nằm trong phạm vi sai số ± 5%.
+ Số lần quan trắc lưu lượng nước toàn năm tối thiểu của từng loại trạm sau
khi giảm số lần quan trắc quy định như sau:
* Trạm ổn định 10 - 12 lần.

* Ảnh hưởng phai 20 - 25 lần.
* Ảnh hưởng lũ 25 - 30 lần.
* Ảnh hưởng vật 30 - 35 lần.
* Trạm xói bồi 20 - 25 lần.
+ Sau khi giảm số lần quan trắc số điểm còn lại vẫn phải đảm bảo:
* Phản ánh đầy đủ đặc trưng của từng loại trạm.
* Phản ánh đúng quá trình diễn biến dòng chảy lũ, dòng chảy kiệt qua từng
giai đoạn.
- Trình tự quan trắc:
a) Quan trắc mực nước;
b) Đo khoảng cách đến mốc khởi điểm;
c) Đo độ sâu các đường thủy trực;
d) Đo tốc độ từng điểm trên mỗi đường thủy trực đo tốc độ;
e) Đo độ dốc mặt nước;
f) Quan sát hiện tượng thời tiết, hướng gió và những hiện tượng có liên quan
khác và ghi vào sổ ghi đo lưu lượng nước.
1.3.2 Quan trắc lưu lượng nước vùng sông ảnh hưởng thủy triều

a. Chế độ quan trắc
1. Chế độ quan trắc thời kỳ ảnh hưởng thủy triều mạnh

16


 Đối với vùng nhật triều
- Chế độ 1: mỗi giờ quan trắc một lần vào giờ tròn (1, 2, 3... giờ); trước và sau
lúc xuất hiện lưu tốc lớn nhất của dòng triều xuống, dòng triều lên (nếu không có
dòng triều lên thì trước và sau lúc xuất hiện lưu tốc lớn nhất và nhỏ nhất của dòng
triều xuống), lúc chuyển dòng triều, cách nửa giờ quan trắc một lần.
- Chế độ 2: mỗi giờ quan trắc một lần vào giờ tròn (1, 2, 3... giờ).

- Chế độ 3: hai giờ quan trắc một lần vào giờ lẻ (1, 3, 5... giờ).
 Đối với vùng bán nhật triều và triều hỗn hợp
- Chế độ 1: nửa giờ quan trắc một lần (ví dụ 0 giờ, 0 giờ 30 phút, 1 giờ v.v...);
trước và sau lúc xuất hiện lưu tốc lớn nhất của dòng triều xuống, dòng triều lên (nếu
không có dòng triều lên thì trước và sau lúc xuất hiện lưu tốc nhỏ nhất của dòng
triều xuống), lúc chuyển dòng triều, cách 15 phút quan trắc một lần.
- Chế độ 2: nửa giờ quan trắc một lần (0 giờ, 0 giờ 30 phút, 1 giờ, v.v...).
- Chế độ 3: trong thời gian dòng triều xuống mỗi giờ quan trắc một lần vào giờ
tròn; trong thời gian dòng triều lên nửa giờ quan trắc một lần.
- Chế độ 4: mỗi giờ quan trắc một lần vào giờ tròn (1, 2, 3... giờ).
Khi thực hiện các chế độ quan trắc trên, cần quan trắc hoàn chỉnh cả kỳ triều.
Đối với việc quan trắc lưu lượng ở các kỳ triều riêng lẻ, cần bố trí quan trắc trước,
sau kỳ dòng triều riêng lẻ đó mỗi phía 1 - 2 giờ (nơi dòng triều biến đổi phức tạp lấy
theo trị số lớn).
Trong khi tiến hành quan trắc, nếu thấy chế độ quan trắc được quy định cho
trạm chưa đủ để phản ánh chế độ dòng chảy theo yêu cầu đặt ra, thì cần nghiên cứu
tăng số lần quan trắc. Ngược lại, sau một thời gian quan trắc đã nắm được quy luật
biến đổi của chế độ dòng chảy, có thể giảm số lần quan trắc. Khi phân tích thay đổi
chế độ quan trắc, cần bảo đảm các yêu cầu đặt ra cho trạm, vừa bảo đảm thu thập số
liệu được đầy đủ với độ chính xác cần thiết, vừa bảo đảm quan trắc thuận lợi và ít
tốn kém. Trạm cần làm văn bản kiến nghị cụ thể về việc thay đổi chế độ quan trắc
và chỉ sau khi được cấp có thẩm quyền phê duyệt mới được thay đổi chế độ quan
trắc.
2. Chế độ quan trắc thời kỳ ảnh hưởng thủy triều yếu
 Chế độ quan trắc khi đo chi tiết:
a) Phục vụ cho việc phân tích, xác định số đường thủy trực, số điểm đo lưu tốc
cho phương pháp đo bình thường và đo đơn giản:
- Năm đầu (mới xây dựng trạm), cần đo >30 lần ở các cấp mực nước và lưu
tốc khác nhau;
- Những năm sau tiến hành đo kiểm tra.

17


b) Phục vụ cho yêu cầu nghiên cứu khoa học thì xác định theo mục đích,
yêu cầu nghiên cứu.
 Chế độ quan trắc khi đo bình thường, đo đơn giản, đo bằng tàu di động
Chế độ quan trắc được xác định theo đặc điểm lũ, triều, tình hình đoạn sông
quan trắc và yêu cầu của phương pháp chỉnh biên. Đối với tuyến quan trắc mới xây
dựng, chế độ quan trắc được xác định sơ bộ qua kết quả khảo sát và các tài liệu có
liên quan, quy định riêng cho trạm. Đối với trạm đã quan trắc từ một năm trở lên,
chế độ quan trắc được quy định theo các điều dưới đây.
a) Trong thời kỳ tuyến quan trắc chịu ảnh hưởng triều rất yếu, lũ rất mạnh,
thể hiện trên đường quá trình mực nước biến đổi gần như ở vùng sông không ảnh
hưởng triều, tuy còn sự nhấp nhô của thủy triều, nhưng không có hiện tượng mực
nước triều hạ xuống trong lúc lũ đang lên hoặc không có hiện tượng mực nước triều
dâng lên trong khi lũ đang xuống, đường quan hệ mực nước - lưu lượng nước diễn
biến theo vòng dây thì số lần đo và cách phân bố lần đo thực hiện như sau:
- Nếu lòng sông ổn định, mặt cắt khống chế, mỗi con lũ cần được quan trắc ≥
10 - 15 lần, trong đó có 4 - 7 lần ở sườn lũ lên, 6 - 8 lần ở sườn lũ xuống.
Các lần đo này cần được bố trí ở các chỗ chân lũ lên, sườn lũ lên, đỉnh, mái
triều, rải đều theo cấp mực nước và xen kẽ lẫn nhau. Khi mực nước thay đổi trong
phạm vi 30 cm bố trí 1 lần đo. Ở nơi có lũ kéo dài, ít nhất 3 ngày bố trí 1 lần đo;
- Nếu lòng sông không ổn định, mỗi con lũ tùy theo mức độ bồi xói mà tăng
thêm ít nhất là 1/3 số lần đo so với trường hợp ổn định. Khi phân bố lần đo, ngoài
việc thực hiện theo quy định tại tiết 1 Khoản này, còn phải dựa vào sự biến đổi của
độ cao đáy sông. Khi độ cao đáy sông biến đổi làm cho diện tích so với diện tích
cùng mực nước của lần đo trước lớn hơn ± 5% phải tăng thêm lần đo.
b) Trong thời kỳ tuyến quan trắc chịu ảnh hưởng triều yếu, lũ mạnh, thể hiện
trên đường quá trình mực nước biến đổi theo dạng chung như phía thượng lưu

không ảnh hưởng triều, đồng thời biến đổi nhấp nhô theo triều, qua nhiều năm quan
trắc cho thấy băng điểm quan hệ mực nước - lưu lượng nước hẹp hoặc không rộng
lắm, được chỉnh biên bằng đường cong đơn nhất (như đường H ~ Q trung bình, H ~
Q
v.v...) thì tùy theo mức độ ổn định của đường quan hệ mà xác định số lần đo và
Fβ

phân bố lần đo:
- Nếu qua hai hoặc ba năm đầu quan trắc mà mỗi năm chỉ xử lý một đường
cong đơn nhất, thì sau đó trong thời gian chịu ảnh hưởng triều yếu, lũ mạnh của một
năm bố trí từ 10 - 15 lần đo trở lên để kiểm tra. Các lần đo này cần được phân bố
đều theo cấp mực nước và theo thời gian;
- Nếu qua các năm đều xử lý theo đường cong đơn nhất nhưng trong 30 ngày
liên tục thường xử lý không quá 1 đường hoặc không sử dụng quá 1 hệ số hiệu
chính, thì hai ngày bố trí 1 lần đo;

18


- Nếu qua các năm đều xử lý theo đường cong đơn nhất nhưng trong 30 ngày
liên tục thường xử lý không quá 2 đường hoặc không sử dụng quá 2 hệ số hiệu
chính, thì mỗi ngày bố trí 1 lần đo;
- Nếu qua các năm đều xử lý theo đường cong đơn nhất, nhưng trong 30 ngày
liên tục thường xử lý trên 2 đường hoặc sử dụng quá 2 hệ số hiệu chính thì mỗi
ngày bố trí 2 lần đo.
Khi phân bố lần đo trong 3 trường hợp sau, cần xét đến đặc điểm của lũ và
triều, cụ thể là:
+ Phân bố đều theo cấp mực nước, mực nước biến đổi trong phạm vi 25 - 30
cm tối thiểu phải đo 1 lần;
+ Mỗi một chân lũ lên, xuống, sườn lũ lên, xuống, đỉnh lũ đo 1 lần;

+ Số lần đo triều lên, triều xuống, trong bất cứ thời kỳ nào (lũ lên hay xuống)
cũng không được ít hơn 1/3 tổng số lần đo; tỷ số giữa số lần đo triều lên (hoặc
xuống) với tổng số lần đo bằng (hoặc xấp xỉ) tỷ số giữa thời gian triều lên (hoặc
xuống) với thời gian của một kỳ triều trong thời kỳ tương ứng; đồng thời phải có
khoảng 1/3 tổng số lần đo được bố trí vào thời điểm xuất hiện Q max, Qmin của kỳ
triều;
+ Phân bố đều theo thời gian và khi lòng sông bồi xói nhiều phải tăng số lần
đo.
c) Trong thời kỳ tuyến quan trắc chịu ảnh hưởng lũ yếu, triều tương đối mạnh,
thể hiện trên đường quá trình mực nước biến đổi rõ rệt theo dạng triều, qua tài liệu
nhiều năm cho thấy băng điểm H ~ Q rộng phải chỉnh biên bằng phương pháp nước
vật biến động hoặc phương pháp khác thì tùy theo yêu cầu của từng phương pháp
chỉnh biên mà xác định số lần đo và phân bố lần đo.
- Nếu qua tài liệu chỉnh biên của hai năm (hoặc hơn) cho thấy phương pháp
chỉnh biên tương đối thích hợp là phương pháp đường cong đơn nhất (như H ~

Q
Fβ

v.v…)
- Nếu qua tài liệu chỉnh biên của hai năm (hoặc hơn) cho thấy phương pháp
chỉnh biên tương đối thích hợp là phương pháp đẳng trị (như phương pháp chênh
lệch bằng nhau) thì mỗi ngày bố trí 2 lần đo trở lên. Cần bố trí 1/2 tổng số lần đo
vào các thời điểm xuất hiện chân, đỉnh, Q max, Qmin của kỳ triều, số còn lại bố trí đều
ở các chỗ khác. Các lần đo phải được bố trí xen kẽ nhau và phân bố đều theo cấp
mực nước. Nếu lòng sông bồi xói nhiều, cần theo dõi sự diễn biến của độ cao đáy
sông mà tăng số lần đo.
- Nếu qua tài liệu hai năm (hoặc hơn) cho thấy: tìm lưu lượng nước phải qua
đường quan hệ Vmc ~ Vđb, thì thực hiện theo phương pháp đường đại biểu, số lần đo
lưu lượng nước cần đủ để xác định đường quan hệ Vmc ~ Vđb, còn ở đường thủy trực

19


đại biểu có thể bố trí đo liên tục 2 giờ 1 lần vào các giờ lẻ. Tùy theo sự ổn định của
đường quan hệ Vmc ~ Vđb mà xác định số lần đo và phân bố lần đo như sau:
+ Nếu qua các năm cho thấy chỉ cần dùng một đường quan hệ V mc ~ Vđb thì
mỗi năm bố trí từ 15 lần đo trở lên để kiểm tra. Các lần đo này cần được bố trí vào
thời điểm xuất hiện các đặc trưng lũ, triều, phân bố đều theo cấp mực nước và thời
gian;
+ Nếu mỗi năm chỉ sử dụng 1 đường quan hệ V mc ~ Vđb thì cần bố trí đo từ 40
lần trở lên;
+ Nếu mỗi năm phải sử dụng 2 đường quan hệ V mc ~ Vđb trở lên thì mỗi đường
quan hệ cần có trên 30 lần đo.
Cách phân bố lần đo trong 2 trường hợp như sau:
- Phân bố đều lần đo theo các cấp lưu tốc và theo thời gian, riêng ở cấp lưu tốc
lớn nhất cần bố trí nhiều lần đo hơn;
- Cần có các lần đo ở sườn lũ, vào thời điểm xuất hiện các đặc trưng như chân,
đỉnh lũ và chân, đỉnh triều, Qmax, Qmin của kỳ triều. Những đặc trưng này cần phải
được bố trí đo xen kẽ lẫn nhau;
- Ở các chỗ uốn khúc hoặc gấp khúc của đường quan hệ hoặc chỗ tiếp giáp với
đường quan hệ khác cần phân tích nguyên nhân để tăng thêm số lần đo cho thích
hợp;
- Thời gian bồi xói nhiều, phải bố trí nhiều lần đo hơn.
d) Trong thời kỳ tuyến quan trắc chịu ảnh hưởng lũ, triều và vật của sông
khác thì số lần đo và cách phân bố lần đo được xác định riêng trong bản chế độ
quan trắc lưu lượng nước hàng năm của trạm.
e) Tăng, giảm lần đo
- Tăng thêm lần đo trong trường hợp chế độ thủy lực của tuyến quan trắc có sự
thay đổi lớn như chế độ nước có sự thay đổi đột ngột, lòng sông thay đổi đáng kể

hoặc khi số lần đo và cách phân bố lần đo đã quy định không đạt yêu cầu đặt ra thì
trạm kịp thời bố trí thêm lần đo.
- Giảm lần đo trong trường hợp đã qua phân tích nghiên cứu tài liệu quan trắc
nhiều năm (ít nhất 2 năm trở lên), trong đó đã đo được các loại tổ hợp giữa lũ, triều,
bồi xói, phương pháp chỉnh biên tài liệu lưu lượng nước qua các năm ổn định, đã
nắm được quy luật biến đổi của dòng chảy và đạt được các yêu cầu sau:
+ Đường xử lý chỉnh biên mới lệch so với đường cũ ở phần mực nước thấp
không vượt quá ± 2 %, ở phần nước cao không vượt quá ± 1%;
+ Phân bố lần đo phù hợp
+ Đo được con lũ lớn nhất trong năm.
c. Trình tự quan trắc

20


1. Trình tự quan trắc tốc độ cùng lúc trên mặt ngang
- Quan trắc mực nước lúc bắt đầu đo ở đường thủy trực đo lưu tốc đầu tiên;
- Đo lưu tốc ở các thủy trực;
- Quan trắc mực nước lúc kết thúc đo ở đường thủy trực đo lưu tốc cuối cùng;
- Quan sát và ghi các hiện tượng xảy ra trong quá trình đo.
2. Trình tự quan trắc tốc độ trên một đường thủy trực
- Xác định độ sâu thủy trực;
- Xác định độ sâu điểm đo trên thủy trực;
- Đo tốc độ điểm đo;
- Quan trắc mực nước;
- Quan sát và ghi vào sổ đo các hiện tượng xảy ra trong quá trình đo (hướng
gió, tốc độ gió, tình hình mặt nước,… những hiện tượng ảnh hưởng đến thao tác đo
đạc, chất lượng số liệu).

21

Chương 2

GIỚI THIỆU MÁY ĐO RIO GRANDE ADCP
VÀ ỨNG DỤNG ĐO LƯU LƯỢNG DÒNG CHẢY
2.1 Giới thiệu về máy đo lưu lượng Rio Grande ADCP
2.1.1 Cấu tạo

Thiết bị quan trắc lưu lượng nước ADCP (ADCP, hoặc máy ADCP) do Hoa
Kỳ sản xuất, thiết bị có các phần chính sau:

Hình 1.1. Cấu tạo máy đo lưu lượng
1. Mắt đo dữ liệu: phát và thu tín hiệu bằng sóng siêu âm;
2. Đầu đo: chứa 04 mắt đo lưu lượng và các mắt đo khác (áp suất…);
3. Hộp áp suất (thân máy): vỏ nhựa chịu áp suất chứa đựng thân máy đo;
4. Nắp máy: định vị thân máy qua buloong và chứa cổng kết nối thiết bị;
5. Cổng kết nối: kết nối cáp tín hiệu, cáp nguồn điện cho máy;
6. Mạch điện tử: bộ vi mạch và thẻ nhớ phân tích xử lý số liệu đo.

Hình 1.2. Sơ đồ kết nối máy đo lưu lượng
Sơ đồ kết nối bao gồm:

22


1. Máy đo Rio Grande ADCP
2. Cáp nối: chia thành hai nhánh: cáp tín hiệu và cáp nguồn điện
3. Máy tính: với phần mềm xử lý số liệu
4. Nguồn điện: acquy 12V

2.1.2 Nguyên lý hoạt động

ADCP là thiết bị sử dụng năng lượng siêu âm để đo lưu lượng dòng chảy. Một
sung của năng lượng phát ra gọi là 'Ping' được truyền vào trong nước, năng lượng
này được phát tán lơ lửng trong nước, một phần của nó sẽ quay lại thiết bị ADCP.
ADCP đo sự thay đổi của cường độ âm phản hồi (vọng lại) tại các cells (tế bào), từ
đó xác định được tốc độ dòng chảy trung bình của cell đó, nhân với diện tích của
cell được lưu lượng nước của cell. Tổng lưu lượng nước của tất cả các cells, cộng
với lưu lượng nước của các bộ phận mặt cắt ngang ADCP không xác định được
phải ngoại suy, thành lưu lượng nước toàn mặt cắt ngang.
Bộ phận định vị luôn xác định được vị trí của tàu, của đầu dò theo hệ toạ độ đề
các không gian ba chiều :
- Một trục nằm ngang luôn lấy chiều dương là hướng đông (nhờ la bàn );
- Một trục nằm ngang khác luôn lấy chiều dương là hướng bắc(nhờ la bàn)
- Một trục thẳng đứng (vertical) luôn lấy chiều dương là hướng lên trên;
Bộ phận xác định thời gian là đồng hồ điện tử có độ chính xác cao (1% giây),
xác định chính xác thời gian phát và nhận tia phản hồi;
Bộ phận chuyển đổi các loại tín hiệu có chức năng chuyển đổi các loại tín hiệu
thu nhận được thành tín hiệu số, chuyển đến máy tính qua cáp tín hiệu (cáp I/O);
Bộ phận điều khiển, xử lý tín hiệu, và tính ra kết quả quan trắc lưu lượng nước
và các yếu tố khác là phần mềm WinRiver II được cài trong máy tính.
ADCP xử lý các tín hiệu phản hồi và xác định lưu lượng nước như sau:
Mặt cắt ngang, được ADCP chia thành một số các lớp nước có độ dầy bằng
nhau theo phương nằm ngang, trừ lớp đầu tiên và lớp cuối cùng (mỗi lớp dầy bao
nhiêu do người đo khai báo), những lớp nước này gọi là lớp độ sâu hay đơn vị sâu
(depth cells). Độ dầy nhỏ nhất của một lớp độ sâu phụ thuộc vào chế độ phát sóng
siêu âm (mod) của ADCP; ví dụ: đối với chế độ phát sóng thứ nhất (mod 1) thì độ
dầy nhỏ nhất của một lớp độ sâu là 0,50 mét, đối với chế độ phát sóng thứ ba (mod
8) thì độ dầy nhỏ nhất của một lớp độ sâu là 0,03 mét.
Phần diện tích giới hạn bởi hai lớp độ sâu liền nhau với khoảng cách giữa hai

lần phát “ping” liền nhau gọi là cell. ADCP xác định tốc độ trung bình, diện tích của
mỗi cell, trên cơ sở đó tính ra lưu lượng của mỗi cell và tạo thành lược đồ phân bố
lưu lượng nước theo chiều sâu từ sát mặt đến sát đáy.
Lưu lượng nước toàn mặt cắt ngang bằng tổng của 5 thành phần lưu lượng
nước sau:

23


- Lưu lượng nước phần sát mặt không đo được, do người đo khai báo chế độ,
máy ngoại suy (top);
- Lưu lượng nước phần ở giữa do máy đo, tính (mid);
- Lưu lượng nước phần sát đáy không đo được, do người đo khai báo chế độ,
máy ngoại suy (bott);
- Lưu lượng nước phần rìa bờ khởi hành (right rank/ left rank), không đo
được, do người đo khai báo chế độ, máy ngoại suy (ước lượng);
- Lưu lượng nước phần rìa bờ kết thúc (left rank/ right rank), không đo được,
do người đo khai báo chế độ, máy ngoại suy (ước lượng).

Hình 1.1. Miền tính lưu lượng trên toàn mặt cắt ngang
Công thức tính toán lưu lượng nước của ADCP:

24


Hình 1.2. Phân bố lưu lượng theo chiều sâu
- Lưu lượng nước phần sát mặt (top):
Z2

Z3

TopQ = ∆t.a '' ∫ Z b dz =

∆t.Da ( Z 3b +1 − Z 2 b+1 ) ∑ X i
i = Z1

(Z2

Z2

b +1

b +1
1

−Z

)

Trong đó:
+ ∆t : khoảng thời gian giữa hai lần nhận xung tín hiệu đo;
+ b: hệ số Manning (=1/6);
+ z: độ sâu nước tính toán;
+ z1: độ sâu nước tính cho vùng trên (top);
+ z2: độ sâu nước tính cho vùng giữa (mid);
+ z3: độ sâu nước tính cho vùng dưới (btm);
+ Da = dz;
Z2

+ X = a ''.z b ; ''

a =

Da (b + 1) ∑ X i
Z2

b +1

i = Z1
b +1
1

;

−Z

- Lưu lượng nước phần ở giữa do máy đo, tính (mid):

25

(2. 0)