Xem mẫu
- 7
CHÖÔNG
ÑO ÑAÏC THUÛY VAÊN
Ngöôøi ta thöïc hieän caùc ño ñaïc thuûy vaên ñeå thu thaäp caùc soá lieäu veà caùc quaù
trình thuûy vaên. Nhöõng soá lieäu naøy giuùp ta hieåu bieát saâu hôn veà caùc quaù
trình naøy, söû duïng nhö caùc soá lieäu ñaàu vaøo cuûa caùc moâ hình tính toaùn thuûy
vaên duøng trong thieát keá, phaân tích vaø vieát saùch.
Caùc quaù trình thuûy vaên bieán ñoåi maïnh meõ trong khoâng gian vaø thôøi gian
mang ñaëc tính ngaãu nhieân. Möa coù baûn tính bieán ñoåi ngaãu nhieân lôùn, neân
aûnh höôûng ñeán caùc quaù trình khaùc nhieàu nhö doøng chaûy maët, boác hôi,..
daãn ñeán söï döï ñoaùn caùc quaù trình naøy ít nhieàu mang tính khoâng chính
xaùc. Ñeå giaûm möùc ñoä khoâng chính xaùc naøy, ñoøi hoûi ngaønh ño ñaïc thuyû
vaên caàn cung caáp soá lieäu taïi ngay hoaëc gaàn khu vöïc ñaùng quan taâm ñeå coù
theå coù nhöõng keát luaän tröïc trieáp töø thöïc teá.
7.1 CHUOÃI ÑO ÑAÏC THUÛY VAÊN
Caùc ño ñaïc thuûy vaên ñöôïc tieán haønh theo moät thôøi gian taïi moät vò trí coá
ñònh trong khoâng gian. Ví duï, treân löu vöïc, möa bieán ñoåi moät caùch lieân
tuïc trong khoâng gian nhöng moät traïn ño möa chæ tieán haønh ño taïi moät vaøi
ñòa ñieåm rieâng bieät cuûa löu vöïc. Caùc soá lieäu thu ñöôïc taïo thaønh moät
“chuoãi soá lieäu theo thôøi gian” taïi moät ñòa ñieåm vaø ñöôïc söû duïng trong
phaân tích thoáng keâ.
Neáu quy hoaïch treân moät tuyeán hay dieän tích roäng, tieán haønh ño ñaïc nhieàu
vò trí khaùc nhau taïo moät ñieåm thôøi gian thì ta coù moät chuoãi soá lieäu theo
khoâng gian.
7.2 ÑO ÑAÏC NÖÔÙC TRONG KHÍ QUYEÅN.
http://www.ebook.edu.vn
- 1. Ñoä aåm khoâng khí:
Ño ñoä aåm treân cao ñöôïc thöïc hieän baèng thieát bi thaêm doø voâ tuyeán: laø moät
quaû boùng bôm ñaày Heâli mang theo caùc duïng cuï ño vaø ghi nhieät ñoä vaø ñoä
aåm, aùp suaát khoâng khí. Quaû boùng ñöôïc thaû ra vaø khi bay treân khoâng trung,
noù gôûi soá lieäu veà traïm ño qua caùc raña.
Ñoä aåm khoân khí vaø caùc tham soá khí haäu ôû gaàn maët ñaát ñöôïc thöïc hieän
trong caùc traïm khí töôïng. Trang thieát bò thoâng thöôøong cuûa moät traïn khí
töôïng goàm coù moät hoäp che chaén trong ñoù coù caùc nhieät keá ñeå ño nhieät ñoä
lôùm vaø nhoû nhaát moãi ngaøy, coù moät aùp keá moät baàu khoâ moät baàu öôùt hay
goïi laø aåm keá ñeå ño ñoä aåm; caùc thieát bò ño möa ñöôïc ñaët gaàn ñaùy. ôû moät soá
traïm coøn coù caû thuøng ño ñoä boác hôi vaø coät ño gioù.
7.3 ÑO ÑAÏC NÖÔÙC MAËT.
1. Ño möïc nöôùc:
Laø ño ñoä cao maët thoaùng cuûa doøng nöôùc so vôùi maët chuaån quy öôùt (H, m
hay cm).
Duïng cuï ño möïc nöôùc laø caùc loaïi thöôùc chuyeân moân duøng trong ño ñaïc.
2. Ño maët caét
Maët caét loøng soâng goàm hai loaïi: Maët caét ngang vaø maët caét doïc.
Nhö vaäy ñeå ño hoaøn toaøn moät maët caét, caàn ño ñoä saâu ôû caùc thuûy tröïc,
ñoàng thôøi ño khoaûng caùch töø thuûy tröïc ñeán moác coá ñòng naøo ñoù. Döïa vaøo
khoaûng caùch töø moác khôûi ñieåm vaø ñoä saâu, veõ ra maët caét ngang hoaëc doïc
soâng.
• Ño ñoä saâu:
Ñeå ño ñoä saâu thöôøng duøng quaû doïi hoaëc daây tôøi coù moùc caùc saét, loaïi naøy
phuø hôïp cho vuøng nöôùc noâng, toác ñoä nhoû.
Vôùi nhöõng chieàu saâu töø 5-6m trôû leân vaø toác ñoä töông ñoái lôùn thì phaûi duøng
daây caùp coù quaû chì roài thaû töø thuyeàn xuoáng. Troïng löôïng quaû chì phuï
thuoäc vaøo toác ñoä doøng chaûy.
ÔÛ nhöõng nôi coù ñoä saâu raát lôùn (>10m) ngöôøi ta coøn duøng maùy hoài aâm.
http://www.ebook.edu.vn
- • Ño khoaûng caùch töø moác khôûi ñieåm:
Phöông phaùp ñôn giaûn nhaát laø duøng daây caùp coù ñaùnh daáu giaêng ngang
soâng.
Vôùi nhöõng soâng coù beà roäng lôùn thì duøng maùy kinh vó ñeå xaùc ñònh vò trí ño
• Chænh lyù keát quaû ño ñaïc
Caên cöù vaøo soá lieäu ño ñaïc, veõ ra maët caét ngang soâng. Coù maët caét duøng
maùy ño dieänt tích ñeå tính dieän tích toång hôïp ngang soâng töø maët nöôùc trôû
xuoáng ñeå laøm taøi lieäu tính löu löôïng.
3. Ño löu toác vaø tính toaùn löu löôïng :
Löu toác raát quan troïng ñeå tính ra löu löôïn gvaø nhieáu ñaëc tröng thuûy löïc
khaùc trong doøng chaûy. Maët khaùc löu toác laø moät yeáu toác thuûy löïc quan
troïng caàn cho vieäc thieát keá caàu coáng, ñeâ ñaäp, beán caûng...
Lö toác trong soâng bò aûnh höôûng bôûi caùc nah6n toá sau ñaây: Hình daïng
soâng, ñoä nhaùm loøng daãn, ñoä saâu doøng chaûy, ñoä doác loøng soâng, hình thaùi
bôø soâng. Do ñ1o söï phaân boá vaän toác treân soâng thieân nhieân khaù phöùc taïp.
Vaän toác treân caùc maët caét khaùc nhau thì khaùc nhau. treân cuøng moät maët caét,
caùc ñieåm khaùc nhau cuõng coù vaänt toác khaùc nhau. Treân cuøng moät maët caét
nhang soâng, caøng gaàn bôø vaän toác caøng giaûm, caøng gaàn ñaùy vaänt oác caøng
giaûm.
• Ño löu toác baèng löu toác keá
Ngöôøi ta ño löu toác baèng löu toác keá, goàm ñaàu quay vaø boä phaän ghi cheùp
soá voøng quay.
Ñeå xaùc ñònh ñöôïc löu löôïng baèng löu toác keá, caàn ño löu toác vaø maët caét
ngang soâng cuøng moät luùc.
Ño löu toác treân soâng ñöôïc tieán haønh baèng thuyeàn. Ñöa thuyeàn ñeán töøng vò
trì cuûa thuyû tröïc vaø xaùc ñònh vò trí ñieåm ño treân moãi thuyû tröïc, sau ñoù taïi
thuûy tröïc naøy thaû maùy ño löu toác xuoán g töøng ñieåm caàn ñeå ño. Ta coù löu
toác doøng chaûy taïi töøng thuûy tröïc.
Vaán ñeà quan troïng laø caàn xaùc ñònh hôp lyù soá thuûy tröïc cho moät maët caét
ngang soâng vaø soá ñieåm treân moãi thuyû tröïc.
http://www.ebook.edu.vn
- Ñoái vôùi nhöõng traïm môùi baét ñaàu ño, caàn boá trí nhieàu thuyû tröïc vaø ñieåm
ño. Sau moät thôøi gian khi ñaõ coù phaân boá tröôøng vaän toác, xaùc ñònh laïi
nhöõng vò trí thieát yeáu, coù theå giaûm soá thuyû tröïc vaø soá ñieåm ño.
Soá ñieåm ño treân moät thuyû tröïc coù theå laø 6,3,2,1.
Theo quy phaïm quan traéc , tieâu chuaån ngaønh VN, Soá ñieåm ñöôïc boá trí nhö
sau:
• Ño 6 ñieåm: ôû vò trí maët, 0,2h; 0,4h; 0,6h; 0,8h vaø ñaùy.
• Ño 3 ñieåm: ôû vò 0,2h; 0,6h; 0,8h.
• Ño 2 ñieåm: ôû vò trí 0,2h; 0,8h.
• Ño 1 ñieåm: ôû vò trí 0,6h.
Tuyø theo vò trí ño löu toác coù thay ñoåi nhieàu theo thôøi gian hay khoâng maø
ngöôøi ta boá trí ño moät laàn (hoaëc leân hoaëc xuoáng), hay hai laàn ( vöøa leân vöø
xuoáng) roài sau ñoù laáy giaù trò trung bình
• Chænh lyù soá lieäu ño ñaïc ñöôïcphöông phaùp tính
1. Tính dieän tích maët caét ngang:
n
h i + h i +1
∑ Ai
Ai = bi A=
2 1
Ñoái vôùi phaàn dieän tích saùt bôø, tính nhö dieän tích tam giaùc.
Thoâng thöôøng, caùc thuyû thröïc ñöôïc boá trí ít hôn caùc ñoä saâu, neân ñeå phuïc
vuï cho vieäc tính toaùn lö löôïng, caàn tính caùc dieän tích giöõa hai thuyû tröïc,
goïi laø dieän tích boä phaän:
m
∑ Ai
A bf =
1
vôùi m laø soá caùc dieän tích nhoû i giöõa hai thuyû tröïc ño vaän toác.
2. Tính vaän toác trung bình thuyû tröïc:
1
Vtt = (V0.0 + V0.2 + V0.4 + V0.6 + V0.8 + V1.0 )
Ño 6 ñieåm:
10
1
Vtt = (V0.2 + V0.6 + V0.8 )
Ño 3 ñieåm:
4
http://www.ebook.edu.vn
- 1
Vtt = (V0.2 + V0.8 )
Ño 2 ñieåm:
2
Vtt = V0.6
Ño 1 ñieåm:
3. Tính vaän toác trung bình cho boä phaän:
1
Vbf = (Vtti + Vtti +1 )
Boä phaän giöõa hai thuyû tröïc:
2
Vbfb = KVttb
Boä phaän gaàn bôø:
Trong ñoù K laø heä soá bôø, ñöôïc xaùc ñònh qua ño ñaïc thöïc nghieäm, hoaëc coù
theå laáy theo kinh nghieäm phuï thuoäc vaøo bình ñoà loøng soâng, phaân boá lö
toác theo chieàu roäng soâng, höôùng doøng chaûy,...Caùch choïn nhö sau:
a) Soâng thaúng, ñeàu, maët caét hình loøng caûho hay chöõ nhaät, khoâng coù
luoàng laùch, baõi chìm, baûi noåi. Laáy K=0,8-0,9.
b) Soâng thaúng, boä phaän gaàn bôø coù laïch töông ñoái saâu, löu toác lôùn hôn
nôi xa bôø. Laáy K=0,9-1,0.
c) Soâng cong, löu toác boä phaän gaàn bôø taêng leân hoaëc giaûm ñi roõ reät.
Neáu taêng lôùn thì laáy K=0,9-1,0. Neáu giaûm nhoû thì laáy K=0,6-0,8.
d) Neáu soâng coù ñoaïn boä phaän nöôùc tuø thì K=0,5. Tröøng hôïp naøy caàn
xaùc ñònh ranh giôùi möïc nöôùc tuø ôû caùc caáp möïc nöôùc.
4. Tính löu löôïng boä phaän:
q = A bf Vbf
q b = A bfb Vbfb
5. Löu löôïng toaøn maët caét ngang soâng
n 2
∑ qi + ∑ qb
Q=
1 1
6. Löu toác trung bình maët caét ngang soâng
Q
V=
A
http://www.ebook.edu.vn
- Ví duï tính toaùn:
Ñöôøng vaän toác theo beà roäng
Thuyû tröïc i
0.4
0.5
3.2
3.0
0.2
1.0
hi
Caùc ñöôøng ñoàng möùc vaän toác, m/s 0.4
0.0
2.0
2.5
Beà roäng B,m 0 10 20 30 40 50 60 70
Ñoä saâu, h, m 0 3 7 10 8 6 2 0
2
Dieän tích Ai, m 15 50 85 90 70 40 10
DT giöõa boä phaän caùc thuûy tröïc vaän toác, m2 15 135 160 50
Vaän toác ñieåm treân thuûy tröïc, taïi 0,2h, m/s 0.4 3.2 0.5
Vaän toác ñieåm treân thuûy tröïc, taïi 0,8h, m/s 0.2 2.5 0.4
Vaän toác trung bình thuûy tröïc, Vtt, m/s 0.3 2.85 0.45
Vaän toác trung bình boä phaän, m/s, choïn 0.24 1.575 1.65 0.405
Kt=0.8; Kp=0.9
Löu löôïng boä phaän q, m3/s 3.6 212.625 264 20.25
Löu löôïng Q, m3/s 500.475
http://www.ebook.edu.vn
- 7.3 CHÆNH BIEÂN TAØI LIEÄU THUÛY VAÊN.
Taøi lieäu ño ñaïc töø caùc traïm chöa theå söû duïng maø phaûi qua quaù trình chænh
bieân vì chuùng khoâng phaûn aûnh ñöôïc quaù trình thuyû vaên moät caùch lieân tuïc
vaø ñaày ñuû, chuùng khoâng phaûn aùnh ñöôïc quy luaät cuûa caùc quaù trình thuyû
vaên.
Nhieän vuï cuûa chænh bieân laø ñem caùc taøi lieäu ño ñaïc rôøi raïc vaø giaùn ñoaïn
phaân tích chænh lyù thaønh nhöõng taøi lieäu hoaøn chænh, lieân tuïc phuïc vuï cho
tính toaùn thuyû vaên, döï baùo thuyû vaên, vaø caùc ngaønh khaùc coù lieân quan.
1. Chænh bieân taøi lieäu möïc nöôùc:
Muïc ñích laø laäp ra baûng möïc nöôùc bình quaân haøng ngaøy, haøng thaùng vaø
caû naêm. Ghi roõ möïc nöôùc cao nhaát, thaáp nhaát, bình quaân trong naêm, veõ
ñöôøng quaù trình möïc nöôùc trong caû naêm.
Caùc böôùc tieán haønh sau:
• Thu thaäp caùc soá lieäu veà ñòa hình, ñòa chaát loøng soâng, cao trình goác
thöôùc nöôùc vaø caùc taøi lieäu khaùc coù aûnh höôûng ñeán möïc nöôùc noùi
chung.
• Thaåm tra vaø phaùt hieän aùcc soá lieäu voâ lyù.
• Veõ ñöôøng quaù trình möïc nöôùc vaø tính möïc nöôùc bình quaân haøng
ngaøy.
Möïc nöôùc trung bình ñöôïc tính phuï thuoäc vaøo söï bieán thieân möïc nöôùc
trong ngaøy nhanh hay chaäm, caùc khoaûng thôøi gain coù baèng nhau khoâng.
Neáu möïc nöôùc bieán ñoåi chaäm trong ngaøy, thì möïc nöôùc trung bình Htb
ñöôïc tính töø phöông phaùp trung bình soá hoïc ( coù theå khoaûng thôøi gian
khoâng baèng nhau).
Neáu nöïc nöôùc bieán thieân ñoät ngoät trong ngaøy thì Htb ñöôïc tính nhö sau:
1 ⎡ H 0 + H1 H + H2 H + Hn ⎤
+ ... + a n n −1
H tb = a1 + a2 1
24 ⎢ ⎥
2 2 2
⎣ ⎦
trong ñoù ai laø khoaûng caùch thôøi gian giöõa laàn ño möïc nöôùc thöù i-1 vaø thöù i.
http://www.ebook.edu.vn
- n
∑ ai
ta coù = 24
1
Hi laø möïc nöôùc ño ñöôïc taïi ñieåm thôøi gian thöù i.
Neáu trong ngaøy hkoâng coù soá lieäu möïc nöôùc luùc 0 vaø 24 giôø thì caên cöù vaøo
laàn ño tröôùc hoaëc sau ñeå noäi suy roài sau ñoù môùi tính Htb.
Caên cöù vaøo möïc nöôùc trung bình haøng ngaøy ñeå veõ ñöôøng quaù trình möïc
nöôùc caû naêm.
Caên cöù vaøo taøi lieäu cuûa caùc traïm ño treân vaø döôùi, caùc taøi lieâu naêm tröôùc
ñeå tieán haønh phaân tích, kieåm tra laïi keát quaû chænh bieân.
2. Chænh bieân taøi lieäu löu löôïng
Yeâu caàu cuõng laäp ra baûng löu löôïng bình quaân ngaøy cho caû naêm, Qmax;
Qmin; Qtb trong naêm. Tính toång löôïng nöôùc chaûy qua moät maët caét trong caû
naêm vaø laäp ra baûng trích caùc yeáu toá thuyû vaên trong muøa luõ.
Vì coâng taùc ño löu löôïng phöùc taïp neân khoâng theå ño lieân tuïc nhö möïc
nöôùc. Do ñoù caàn veõ ñöôøng quan heä möïc nöôùc vôùi löu löôïng ñeå bieán nhöõng
taøi lieäu giaùn ñoaïn thaønh lieân tuïc thoaû maõn yeâu caàu veà chænh bieân löu
löôïng.
• Quan heä möïc nöôùc vaø löu löôïng Q=f(H)
• Quan heä möïc nöôùc vaø dieän tích maët caét A=f(H)
• Quan heä möïc nöôùc vaø vaän toác trung bình maët caét V=f(H)
Cuøng moät möïc nöôùc H, trò soá tính ñöôïc cuûa lö löôïng töø caùc ñöôøàng quan
heä phaûi baèng Q=AV, sai soá cho pheùp khoâng quaù 2%..
Khi laäp caùc ñöôøng quan heä naøy, thöôøng phaùt hieän ra nhöõng ñieåm ñaëc bieät
caàn phaân tích xöû lyù. Neáu soá lieäu hkoâng ñuùng caàn loaïi boû.
Ta coù caùc tröôøng hôïp sau:
• Q=f(H) oån ñònh: tröôøng hôïp naøy xaûy ra treân soâng thaúng, ñeàu, ñoä
nhaùm ñoàng nhaát, khoâng bò boài xoùi, khoâng coù gheành thaùc. Q vaø H
trong tröôøng hôïp naøy quan heä vôùi nhau raát chaët cheõ. Chæ caàn veõ
moät ñöôøng cong trôn qua caùc giöõa caùc ñieåm laø ñöôïc.
http://www.ebook.edu.vn
- H
Q=f(H)
A=f(H)
V=f(H)
Q,A,V
• Quan heä Q=f(H) khoâng oån ñònh:
a) Khoâng oån ñònh do boài xoùi: kih loøng soâng bò xoùi, cuøng moït möïc
nöôùc, nhöng ñoä saâu taêng leân neân löu löôïng taêng leân, ñieåm quan heä
so vôùi ñöôøng quan heä coù khuynh höôùng leäch veà beân phaûi. Coøn khi
loøng soâng bò boài thì ngöôïc laïi.
b) Do toàn taïi khu nöôùc vaät:
Nöôùc vaät la 2hieän töôïn gnöôùc daâng leân ôû haï löu do doøng chaûy bò chaén laïi
( do haï löu coù moät ñaäp daâng nöôùc, do soâng nhaùnh chaën laïi bôûi bò aûnh
höôûng bôûi goùc leäch giöõa hai soâng choå cöûa soâng nhaùnh, ôû haï lö coù htuyû
trieàu daâng leân, ôû haï löu coù caây coû thuyeà beø caûn trôû.
Nöôùc vaät laø doác ñöôøng möïc nöôùc thay ñoåi. Töông öùng vôùi moät möïc nöôùc
coù nhieàu löu löôïng khaùc nhau. Nöôùc vaät caøng lôùn thì ñoä doác ñöôøng möïc
nöôùc caøng beù, löu löôïng töông öùng cuõng caøng beù. Ñieàu naøy chöùng minh
ñöôïc qua coâng thöùc tính löu löôïng Chezy.
Nhö vaäy trong tröôøng hôïp naøy ñieåm quan heä so vôùi ñöôøng quan heä seõ
leäch veà beân traùi.
c) Do nöôùc luõ aûnh höôûng:
Moät traän luõ coù hai thôøi kyø: luõ leân vaø luõ xuoáng.
http://www.ebook.edu.vn
- Khi luõ leân thì traïm treân daâng nöôùc tröôùc, traïm döôùi daâng sau, neân ñöôøng
maët nöôùc cuûa ñoaïn soâng ôû giöõa lôùn hôn bình thöôøng. Luùc luõ xuoáng thì
ngöôïc laïi.
Nhö vaäy, khi luõ leân, löu löôïng taêng cao hôn bình thöôøng, khi luõ xuoáng löu
löôïng giaûm ñi. Khi veõ ñöôøng qua heä ta coù hình aûnh nhö moät voøng daây.
Töông öùng vôùi moät möïc nöôùc coù hai löu löôïng luùc luõ leân vaø xuoáng. Do ñoù
khi söû duïng soá lieäu caàn tra theo cheá ñoä rieâng bieät.
H
Q=f(H)
A=f(H)
V=f(H)
Q,A,V
Sau khi veõ caùc ñöôøng quan heä, caàn keùo daøi theâm veà hai phía ñeå ngoaïi suy
nhöõûng giaù trò khoâng ño ñöôïc (veø mua luõ hoaëc kieät). Thöøng keùo daøi theo
xu höôùng cuûa ñöôøng quan heä ñaõ veõ , hoaëc döïa vaøo keát quaû cuûa ñöôøng
A=f(H) ñeå keùo daøi.
http://www.ebook.edu.vn
nguon tai.lieu . vn
