Thủy văn học - Chương 9

Chương 9. Quan trắc và dự báo thuỷ triều.
CHƯƠNG 9.
QUAN TRẮC VÀ DỰ BÁO THUỶ TRIỀU.
Vic quan trc thu triu là ghi li s liu mc nc thu triu theo thi gian. 
cao mc nc thu triu c tính n cm, so vi mt mt chun quc gia. S liu quan
trc thu c dùng  d báo thu triu trong tng lai, to chui s liu quan trc phc
v cho công tác nghiên cu, thit k...
Trong chng này  cp ti các vn
: la chn mt chun  xác nh  cao
mc nc triu, cách b trí các trm quan trc thu triu, cách quan trc và x lý s liu
quan trc c, cách d báo thu triu.
9.1. Mặt nước trung bình, mặt chuẩn độ sâu.
Mt chun  sâu: là mt chun cao  dùng  tính  cao thu triu và tính  sâu
áy bin, mt chun  sâu còn c gi là “s
0  sâu” hay “s 0 hi ”. H cao  s
dng mt chun  sâu h cao  Hi .
- cao thu triu cho trong bng thu triu là  cao tính t mt chun  sâu tr
lên.
-Trên các hi  ghi s ch  sâu cng là  sâu tính t s 0  sâu.
  sâu thc t  mt v trí vào mt thi im nào
ó bng  sâu ghi trên hi 
cng vi  cao thu triu trong bng thu triu vào thi im ó.
Nhng vùng có biên  thu triu t 50cm tr lên thì mt chun  sâu thng
dùng là mt chun  sâu lý lun. Mt chun  sâu lý lun là mc nc triu thp nht
có th xy ra theo tính toán (lý lun). Mt chun  sâu lý lun c tính t
các hng s
iu hoà H và g ca 8 sóng chính M
2
, N
2
, S

2
, K
2
, K
1
, O
1
, P
1
, Q
1
hoc thêm 3 sóng cn là
M
4
, M
6
, MS
4
. Phng pháp tính mt nc thp nht lý lun s c trình bày  chng
11.
 Vit nam, mt chun  sâu (s 0  sâu, s 0 hi ) c ly trùng vi mc
nc triu thp nht lý lun ti o Hòn Dáu ( Sn, Hi Phòng).
Ngoài mt chun  sâu, còn có mt chun  cao, dùng  xác nh cao  các
công trình xây dng nm sâu trong lc a. Mt chu
n  cao, còn gi là s 0  cao, s 0
thu li, c ly trùng vi mc nc trung bình nhiu nm ti o Hòn Dáu. H cao 
ly theo mt chun  cao c gi là h cao  Lc a hay h cao  Thu li.
Mt chun  sâu thp hn mt chun  cao là 1,86m, xp x bng ½ biên  triu
trung bình ti Hòn Dáu.
Nh v

y, vi mt im c nh, cao  theo h Hi  s cao hn cao  theo h
Lc a 1,86m. Khi kho sát thit k và xây dng các công trình, cn ht sc chú ý n
h cao  c s dng. Vì nu xy ra nhm ln s dn n chênh lch nghiêm trng v
cao  ca công trình.
9.2. Tính khoảng cách xây dựng trạm nghiệm triều.
Trm nghi
m triu là các trm quan trc thu triu. Yêu cu t ra là các trm
nghim triu phi m bo  chính xác khi quan trc thu triu.
Vi mt khu bin, phi thành lp nhiu trm nghim triu. Thông thng, các trm
nghim triu c lp theo mt h thng, trong ó có các trm chính và các trm ph.
9-1
Chương 9. Quan trắc và dự báo thuỷ triều.
Các trm chính c t  nhng v trí có tính in hình, trang thit b y , hin i,
phc v cho công tác quan trc lâu dài. Nhng trm chính thng không ch quan trc
thu triu mà còn quan trc các c trng khí tng thu vn khác.
Gia các trm chính cn b trí các trm ph  tng mt  các trm quan trc, t
ó tng  chính xác ca công tác quan trc thu
triu.
Vic b trí các trm ph phi m bo khong cách ti a gia hai trm liên tip,
khong cách ó c gi là khoảng cách giới hạn hoạt động của trạm nghiệm triều. Yêu
cu t ra là các trm có s h tr ln nhau, bất kỳ một chỗ đo sâu nào trong khu biển
cũng nằm trong phạm vi khống chế của mộ
t trạm nghiệm triều nào đó. Phm vi khng
ch còn c gi là phm vi hot ng hiu qu ca trm. Khong cách gii hn hot
ng trm nghim triu c tính toán sao cho nhng sai khác ca nhng dao ng ng
thi ca mc nc bin trong khu vc quan trc không vt quá  chính xác cho trc

z
ca vic tính  sâu.
Vic tính khong cách gii hn hot ng trm nghim triu ph thuc vào loi

thu triu  khu bin cn quan trc và khong cách gia hai trm chính khng ch khu
vc quan trc.
9.2.1. Khu biển bán nhật triều hay nhật triều đều.
i vi nhng khu bin có ch  thu triu là nht triu hay bán nht triu u, có
hai trm chính A và B, thì khong cách gii hn ca các trm ph tính theo công thc:
i
z
R
S.
d
δ
=
(9.1)
Trong ó:
d - khong cách gii hn hot ng trm nghim triu;
S - khong cách gia hai trm chính A và B;

z
-  chính xác o sâu (do quy phm qui nh, thông thng là 0,2m);
R
i
- i lng c trng cho s khác nhau ca  cao thu triu  hai trm A và B;
i - ch s, khi thu triu là nht triu thì i = 1, bán nht triu i = 2.
R
i
xác nh nh sau:
iAiBiBi
iBiAiAi
FFkhiV.FR
FFkhiV.FR

>=
>=
(9.2)
Các i lng F
iA
và F
iB
vi các trm ven b c tính theo công thc sau:
-Nu là bán nht triu:
()
(
B
2S2MB2
A
2S2MA2
HHF
HHF
+=
+=
)
)
(9.3)
-Nu là nht triu:
()
(
B
1O1KB1
A
1O1KA1
HHF

HHF
+=
+=
(9.4)
H
K1
, H
O1
, H
M2
, H
S2
: là các hng s iu hoà, biên  ca các sóng K
1
, O
1
, M
2
, S
2
.
9-2
Chương 9. Quan trắc và dự báo thuỷ triều.
i lng V c xác nh t bng tra hoc tính trc tip theo các giá tr ca  và
, trong ó:
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪

⎨
⎧
<
<
=σ
iAiB
iA
iB
iBiA
iB
iA
FFkhi
F
F
FFkhi
F
F
(9.5)
( luôn nh hn 1)
()( )
()()
⎩
⎨
⎧
−
−
=ϕ
NTkhigg
BNTkhigg
A

1K
B
1K
A
2S
B
2S
(9.6)
g - hng s iu hoà (góc mun) ca các sóng tng ng.
V có th tính theo công thc:
ϕσ−σ+= cos..21V
2
(9.7)
9.2.2. Khi khu biển bán nhật triều không đều hoặc nhật triều không đều.
Khong cách gii hn d ca các trm ph gia hai trm chính A, B xác nh theo
công thc:
max
Z
h
S.
d
∆
δ
=
(9.8)
Trong ó:

z
, S: tng t nh công thc trên;
h

max
: hiu s ln nht có th ca  cao mc nc ti trm A và B vào mt thi
im.
Cách xác nh h
max
nh sau:
2max
R.Lh =∆
(9.9)
Trong ó: L là h s ca các  cao mc nc.
 xác nh L cn tìm J và j, tính theo công thc:
1515
j
R
R
J
21
2
1
ξ
−
ξ
=
=
(9.10)
R
i
xác nh tng t nh phn trên (vi thu triu u) theo giá tr ca 
i
và 

i
, vi:
iAiBi
ff −=ϕ
(9.11)
Góc ph  xác nh theo công thc:
A1A1B1B1
A1A1B1B1
1
fcos.Ffcos.F
fsin.Ffsin.F
tg
−
−
=ξ
(9.12)

9-3
Chương 9. Quan trắc và dự báo thuỷ triều.
A2A2B2B2
A2A2B2B2
2
fcos.Ffcos.F
fsin.Ffsin.F
tg
−
−
=ξ
(9.13)
Trong các công thc trên, các i lng F, f xác nh theo công thc:

()
()
2S
22
1K
11
H.C.B.EF
H.C.B.EF
=
=
(9.14)
2S22
1K11
)gcb(ef
)gcb(ef
+++=
+++=
(9.15)
Các giá tr E và e c xác nh t bng tra theo các giá tr D
i
và d
i
, vi D
i
và d
i
xác
nh theo các công thc:
-Vi E
1

và e
1
:
()
()
()()
1K1O
1
1K
1O
1
gcbgcbKOd
H.C.B
H.C.B
K
O
D
++−++=−=
==
(9.16)
-Vi E
2
và e
2
:
()
()()
2S2M
2
2S

2M
2
gcbgcbsmd
)H.C.B(
H.C.B
S
M
D
++−++=−=
==
(9.17)
Trong ó:
B, b - các s hiu chnh;
C, c - là các h s th sai nm ngang mt trng và s ci chnh mt trng;
H và g là các hng s iu hoà ca các sóng thành phn, H - biên , g - góc
mun;
B, b, C, c u c xác nh t bng tra.
Vic tính toán các khong cách gii hn i vi vùng thu triu không u phi
chn vào ngày có thu triu ln nht trong khong thi gian o sâu và
o thu triu  khu
vc ó, nu không có tài liu cho trc thì:
-i vi khu vc BNT không u thì các i lng F
1,2
và f
1,2
tính i vi lúc triu
sóc vng.
-i vi khu vc NT không u thì F
1,2
và f

1,2
tính vi lúc triu chí tuyn (xích v
mt trng là ln nht).
i vi khu vc ca sông, thu triu chu nh hng ca nc sông thì s lng
trm nghim triu c b trí có khác i. Tu theo tính cht ca thu triu  khu vc ca
sông mà chn các công thc tính toán cho phù hp. ng thi vic t các trm cách
nhau bao nhiêu cng phi chú ý n các dòng nc chy
 các ca sông và các vùng lân
cn.
 nhng khu vc trng tri, nc ven b khá sâu, b thng và ít b t quãng thì
khong cách gii hn gia các trm k cn nhau có th t 70-100km. Song  nhng khu
bin trng tri nhng nc nông và có ng b ít b ct t thì khong cách gia các
trm nghim triu k cn có th t 50 - 70km. Trong trng hp b bin quanh co khúc
9-4
Chương 9. Quan trắc và dự báo thuỷ triều.
khuu, có nhiu vng, vnh nh và o hay  nhng khu vc gn ca nhng con sông ln
thì s lng các trm nghim triu cn tng lên và khong cách gia các trm k cn
nhau s tng lên khong 30 - 40km.
9.3. Chọn vị trí và xây dựng trạm nghiệm triều.
9.3.1. Nguyên lý chung.
Vic b trí các trm nghim triu phi tuân theo nhng nguyên tc chung nh sau:
- Vic quan trc mc nc phi c tin hành liên tc trong sut thi gian ã
nh, vic b trí các thit b máy móc ca trm c thun li, d dàng, m bo
c mi quan h gia các trm và các mc i a quc gia.
- t thc nc sao cho s “0” thc nc không nhô lên khi nc xu
ng thp
nht.
- Máy móc thit b ca trm cn phi tránh c nh hng ca sóng bin, tránh
va chm ca tàu thuyn, không b nh hng ca bùn t phù sa và các tác ng
môi trng xu khác.

- ng trên b, cu tàu bn cng  các khu vc lân cn có th d dàng c c
nhng ch s vit trên thc nc.
- Các mc thu chun ca tr
m phi c bo qun cn thn trong khong thi
gian lâu dài. Nhng trm nghim triu lâu dài phi c xây dng  nhng ni
vng chc, n nh, gn các mc thu chun quc gia.
- Trm nghim triu phi c t  nhng ni mà trong thc t nhng thay i
mc nc mang tính a phng cc b không nh h
ng n kt qu quan trc,
(nhng thay i ca mc nc không b ph thuc vào nhng bin i ca a
phng), phù hp vi nhng thay i lên xung ca mc nc bin trên mt
phm vi rng ln ca khu vc o sâu.
Nhng v trí thun li  t các trm nghim triu là nhng vnh nh gn b bi
n
quang ãng, bng phng, thông vi bin thoáng d dàng, nhng ni ít sóng gió và nhng
yu t khác làm nh hng n mc nc triu và công vic quan trc thu triu.
Trm nghim triu không c t trong sông quá xa ca bin mà càng gn bin
càng tt. Trong trng hp cho phép, có th t thêm mt thc nc ph  ngoài ca
bin  kim tra, so sánh và ci chính  chênh lch
h ca mc nc  cùng mt thi
im nc ròng.
Sau khi tính c khong cách gii hn hot ng và chn c v trí thích hp 
t trm. Thit b c bn ca mt trm nghim triu gm các thit b quan trc mc nc
bin và hai mc chun (mt mc công tác, mt mc gc). Thit b dùng o m
c nc
bin gm có thc nc và máy t ghi.
9.3.2. Trạm nghiệm triều dùng thước nước.
Trm nghim triu dùng thc nc là loi trm có thit b và dng c n gin.
Dng c o mc nc là các thc nc (thu chí). Thu chí c gn thng ng c
nh xung lòng sông (có th gn trên các cu tàu bn cng hay các công trình c nh

khác). Cao  s “0” thu chí c bit trc. Khi quan trc, cao  mc nc c xác
nh bng:
H = cao  s “0” + s c trên thc (9.18)
9-5