Nghiên cứu xây dựng kế hoạch điều khiển tàu tránh bão từ xa trên biển đông cho các tàu vừa và nhỏNghiên cứu xây dựng kế hoạch điều khiển tàu tránh bão từ xa trên biển đông cho các tàu vừa và nhỏNghiên cứu xây dựng kế hoạch điều khiển tàu tránh bão từ xa trên biển đông cho các tàu vừa và nhỏNghiên cứu xây dựng kế hoạch điều khiển tàu tránh bão từ xa trên biển đông cho các tàu vừa và nhỏNghiên cứu xây dựng kế hoạch điều khiển tàu tránh bão từ xa trên biển đông cho các tàu vừa và nhỏ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA HÀNG HẢI THUYẾT MINH ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG KẾ HOẠCH ĐIỀU KHIỂN TÀU TRÁNH BÃO TỪ XA TRÊN BIỂN ĐÔNG CHO CÁC TÀU VỪA VÀ NHỎ Chủ nhiệm đề tài: Thành viên tham gia: ThS NGUYỄN THANH DIỆU ThS NGUYỄN TRUNG CHÍNH Hải Phòng, tháng 5/2016 i MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích nghiên cứu đề tài Phương pháp nghiên cứu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm bão hoạt động bão biển đông 1.1.1 Khái niệm bão 1.1.2 Hoạt động bão biển Đông 1.2 Những thiệt dô bão gây tàu thuyền nước ta 16 1.2.1 Một số bão điển hình 17 1.2.2 Thống kê thiệt hại bão gây năm gần 19 CHƯƠNG ĐẶC TÍNH ĐI BIỂN CỦA TÀU THUYỀN VỪA VÀ NHỎ VÀ CÁC BIỆN PHÁP NHẰM ĐẢM BẢO AN TOÀN CHO TÀU THUYỀN PHÒNG TRÁNH BÃO Ở NƯỚC TA HIỆN NAY 20 2.1 Đặc tính biển tàu thuyền vừa nhỏ 20 2.1.1 Phân loại tàu biển 20 2.1.2 Tính biển tàu vừa nhỏ 23 2.2 Các biện pháp nhằm đảm bảo an toàn cho tàu thuyền phòng tránh bão nước ta 27 2.2.1 Khả chịu đựng tàu thuyền vừa nhỏ bão, áp thấp nhiệt đới [14]…… 27 2.2.2 Các biện pháp nhằm đảm bảo an toàn cho tàu thuyền phòng tránh bão nước ta 28 ii CHƯƠNG XÂY DỰNG KẾ HOẠCH ĐIỀU KHIỂN TÀU TRÁNH BÃO TỪ XA TRÊN BIỂN ĐÔNG CHO CÁC TÀU VỪA VÀ NHỎ 30 3.1 Cập nhật thông tin bão dự đoán động thái bão 30 3.1.1 Cập nhật thông tin bão từ đồ thời tiết [5;14] 30 3.1.2 Dự đoán bão phương pháp cổ điển 37 3.2 Công tác chuẩn bị cho tàu chống bão 41 3.3 Phương pháp bước tiến hành tránh bão từ xa cho tàu vừa nhỏ 42 3.3.1 Cơ sở lý thuyết phương pháp tránh bão từ xa 42 3.2 Cách bước tiến hành tránh bão từ xa 45 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53 Kết luận 53 Kiến nghị 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 iii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Phân cấp áp thấp nhiệt đới khu vực khác giới Bảng 1.2 Một số bão điển hình Sự kiện Năm Mô tả Thiệt hại người Nhà đổ (căn) Tổng thiệt hại thành tiền (VN đồng) Bảng 1.3 Thống kê thiệt hại tàu thuyền bão, áp thấp nhiệt đới gây vài năm gần Bảng 3.1 Bảng áp suất gió Pv iv DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc đặc trưng bão Hình 1.2 Hình ảnh Biển Đông Hình 1.3 Sơ đồ đường tâm xoáy thuận nhiệt đới Hình 1.4 Tần suất bão theo tháng từ năm 1983-2013 Hình 1.5 Tần suất đổ bão vào khu vực Quảng Ninh - Thanh Hóa Hình 1.6 Tần suất đổ bão vào khu vực Nghệ An - Quảng Bình Hình 1.7 Tần suất đổ bão vào khu vực Quảng Trị - Quảng Ngãi Hình 1.8 Tần suất đổ bão vào khu vực Bình Định - Ninh Thuận Hình 1.9 Tần suất đổ bão vào khu vực Bình Thuận - Cà Mau Hình 1.10 Quy luật thay đổi cường độ gió khu vực Quảng Ninh - Thanh Hóa Hình 1.11 Quy luật thay đổi cường độ gió khu vực Nghệ An - Quảng Bình Hình 1.12 Quy luật thay đổi cường độ gió khu vực Quảng Trị - Quảng Ngãi Hình 1.13 Quy luật thay đổi cường độ gió khu vực Bình Định - Ninh Thuận Hình 1.14 Quy luật thay đổi cường độ gió khu vực Bình Thuận - Cà Mau Hình 1.15 Số lượng tàu thuyền bị chìm đắm hàng năm thiên tai Hình 2.1 Các trạng thái cân tàu Hình 3.1 Máy thu NAVTEX Hình 3.2 INMARSAT –C Hình 3.3 Máy thu Facsimile Hình 3.4 Bản đồ thời tiết Facimile Hình 3.5 Quy tắc Buy Ballot Hình 3.6 Xác định hướng tới mắt bão Hình 3.7 Dự đoán đường tâm bão Hình 3.8 Thay đổi hướng tránh bão từ xa Hình 3.9 Thay đổi tốc độ tránh bão từ xa Hình 3.10 Xác định thời điểm hướng thay đổi để tránh bão v MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Bão nhiệt đới tượng thời tiết nguy hiểm, gây nhiều tai họa khủng khiếp người dân sinh sống đảo vùng ven bờ biển Biểu rõ Việt Nam khu vực biển Đông Việt Nam năm gần phải đón nhận trận siêu bão mạnh giới gây thiệt hại không nhỏ người Trên biển, bão thường xuyên cản trở đe dọa an toàn tàu thuyền hoạt động biển (nhất mùa nóng) Đặc biệt tàu thuyền vừa nhỏ đặc tính chịu ảnh hưởng sóng, gió hạn chế nguy thiệt hại tàu thuyền vừa nhỏ bão gây lớn Do để phòng tránh thiệt hại bão gây công tác tránh bão từ xa xem biện pháp tốt Để thực tránh bão từ xa có hiệu việc theo dõi, cập nhật tin thời tiết quan trọng Từ thông tin cập nhật bão thông qua trang thiết bị tàu, người sỹ quan Hàng hải đánh giá tính nghiêm trọng nó, từ có kế hoạch điều động tàu an toàn nhất, tránh tổn thất người tài sản Xuất phát từ lý trên, nhóm tác giả nghiên cứu xây dựng đề tài “Nghiên cứu xây dựng kế hoạch điều khiển tàu tránh bão từ xa biển đông cho tàu vừa nhỏ” Mục đích nghiên cứu đề tài Đề tài xây dựng nhằm mục đích nghiên cứu kết hợp kiến thức bãoảo từ nhiều nguồn tài liệu tham khảo khác Đánh giá mức độ hoạt động quy luật bão Biển Đông Từ xây dựng bước kế hoạch tránh bão từ xa dư thông tin thu bão điều kiện thực tế tàu Phương pháp nghiên cứu đề tài Sưu tầm kết nghiên cứu công bố nhà khoa học mặt bão Tây Bắc Thái Bình Dương Sau thống kê, dùng cách so sánh khía cạnh hoạt động Bão Biển Đông với quy luật chung trình hình thành phát triển bão, từ rút đặc trưng bão vùng biển Việt Nam Sử dụng sở lý thuyết điều động tàu, giáo trình an toàn lao động hàng hải, kết hợp với việc thu thập kiến thức, hình ảnh từ sách chuyên ngành tài liệu tham khảo tư vần kinh nghiệm thầy giáo thuyền trưởng tàu biển Tổng hợp lại xây dựng nên kế hoạch điều khiển tàu tránh bão từ xa biển đông cho tàu vừa nhỏ Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Đề tài tập trung nghiên cứu đặc điểm ảnh hưởng, quy luật bão Biển Đông thệt hại bão gây tàu thuyền vừa nhỏ Cách cập nhật thông tin bão từ đồ thời tiết xây dựng kế hoạch, bước tránh bão từ xa Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Tổng quan ứng dụng lý thuyết đề tài sở thực tế để xây dựng giải pháp có hiệu lĩnh dẫn tàu hành trình an toàn biển đặc biệt tránh bão từ xa Do đó, đề tài sử dụng cho người điều khiển tàu tham khảo lựa chọn làm sở lý thuyết để từ đưa giải pháp hữu hiệu trước tàu gặp bão Biển Đông Nói cách khác, đề tài thực mang ý nghĩa khoa học góp phần nâng cao tính an toàn cho ngành hàng hải nói chung cho tàu biển nói riêng đặc biệt tàu vừa nhỏ hành trình biển gặp bão CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm bão hoạt động bão biển đông 1.1.1 Khái niệm bão Áp thấp nhiệt đới hay gọi xoáy nhiệt đới, tượng thời tiết gây phong ba bão tố mãnh liệt với sức tàn phá ghê gớm phát sinh vùng biển nhiệt đới Gió vùng gần trung tâm áp thấp nhiệt đới mạnh, phạm vi chịu ảnh hưởng rộng lớn xảy nhiều vùng biển Vì phân loại tên gọi áp thấp nhiệt đới vùng miền giới không giống Ở vùng tây Thái Bình Dương tốc độ gió đạt tới cấp 12 gọi áp thấp nhiệt đới bão ( Typhoon ) Xoáy nhiệt đới tùy theo cường độ khu vực hình thành mang nhiều tên gọi khác Để tránh nhầm lẫn, hội nghị khí tượng học Tổ Chức Khí Tượng Thế Giới ( World Meteorological Organization – WMO ) triệu tập Manila tháng năm 1949 thống định nghĩa sau : Áp thấp nhiệt đới ( Tropical Depression) – tốc độ gió không vượt cấp Beaufort Bão nhiệt đới trung bình ( Moderate Troppical Storm) – tốc độ gió cấp 8~9 Beaufort Bão nhiệt đới dội ( Severe Tropical Storm) – tốc độ gió cấp 10~11 Beaufort Cuồng phong ( Hurricanes theo danh từ địa phương) – tốc độ gió đạt cấp 12 Beaufort Hình 1.1: Cấu trúc đặc trưng bão Các vùng biển khác giới có tên gọi riêng : Các vùng ven biển Việt Nam, Trung Quốc, Nhật Bản gọi “bão” (Typhoon) Các vùng thuộc quần đảo Philipin gọi “Baguious” Vịnh Mexico, quần đảo Tây Ấn Độ, phía Nam Thái Bình Dương, Tây kinh độ 1400W gọi “Huricanes” Ven biển Tây Bắc Úc gọi “Willy-Willy” Biển Arabian, Nam Ấn Độ Dương gọi “Cyclones” Biển Đông, Madagasca gọi “Mauritus” Bảng 1.1 Phân cấp áp thấp nhiệt đới khu vực khác giới Khu vực phát sinh Tốc độ gió lớn gần Tên gọi Kí trung tâm hiệu Đại Tây Dương, Vịnh >= 64n.m/h (cấp gió Hurricane Mexico,Caribean, 12) đông bắc Thái Bình Dương 34~63n.m/h (cấp 8~11) HUR Tropical storm TS Tropical Depression TD == 34 n.m/h (trên cấp 8) Arabian nam bán cầu Gió xoáy mạnh Áp thấp = 64 n.m/h Dương Biển Đông (Guam,Nhật Bản,Philipin,Trung Quốc,Việt Nam) Typhoon TY 48~63 n.m/h StrongTropical Storm STS 34~47 n.m/h (cấp 10~11) Tropical storm TS =< 33n.m/h Tropical Depression TD Điều kiện để hình thành xoáy nhiệt đới bão Muốn cho nhiễu động nhiệt đới hình thành phát triển thành bão phải có ba điều kiện chính: Thứ điều kiện nhiệt lực: nguồn lượng cung cấp cho bão phát triển tiềm nhiệt ngưng kết, nên vùng phát sinh bão, trước hết tầng không khí khô dầy nghịch nhiệt tín phong; thứ hai tầng kết khí không ổn định, đối lưu dễ phát triển thứ ba nhiệt độ tầng mặt nước biển phải cao, trung bình từ 26º27 ºC trở lên, làm cho nước bốc mạnh, nhiều nước chuyển vào lớp không khí gần mặt biển, làm cho lớp không khí nóng lên, dòng thăng phát triển, tạo vùng áp suất thấp Mặt khác dòng thăng phát triển tạo ngưng kết giải phóng nhiều lượng cung cấp cho phát triển bão Ngoài nhiệt độ nước biển cao lớp không khí bề mặt nóng Điều kiện thường đạt vùng gần xích đạo, không khí bị đốt nóng lên cao, không khí lạnh vùng xung quanh tràn tới lại bị đốt nóng bốc lên cao, dễ gây tầng kết không ổn định, thúc đẩy nhiệt lực phát sinh phát triển Thứ hai điều kiện độ xoáy: gần xích đạo hoàn toàn thỏa mãn điều kiện nhiệt lực,nhưng lại bão bão phát sinh, điều kiện nhiệt lực điều kiện ắt có mà Bão nhiễu động có hoàn lưu xoáy thuận cực mạnh, nên phát sinh bão tất nhiên có liên quan với sản sinh độ xoáy dương, phải tạo độ xoáy cần thiết để hình thành hoàn lưu xoáy thuận Muốn phải có giao hai khối không khí có độ chênh lệch nhiệt độ đáng kể, tạo điều kiện cho đối lưu phát triển Thứ ba: phải có lực làm lệch hướng dòng không khí quay trái đất (lực Cô-ri-ô-lít) Nói chung ba điều kiện điều kiện ắt có Muốn có bão cần có chế khởi động Bão sinh vùng biển yên lặng ổn định mà vùng biển vốn có nhiễu động không ổn định, tiền thân nhiễu động sóng đông hay sóng xích đạo Mặt - Vào khoảng thời gian đo xác định hướng gió thực tính phương vị tới mắt bão phương vị cách 10 150 (hình 5.6); - Từ vị trí tàu (K) kẻ phương vị tính được; - Kẻ đường thẳng tuỳ ý cắt tất đường phương vị : TB1 A; TB2 (B); TB3 (C) - Đo chiều dài đoạn AB phương vị thứ hai, đặt đoạn từ B theo hướng phía phương vị thứ ba ta B1 - Từ B1 kẻ đường thẳng song song với TB2 cắt TB3 D Nối A với D ta đường thẳng song song với đường di chuyển bão, hướng đường hướng di chuyển bão (đường AD hình 3.7) 3.2 Công tác chuẩn bị cho tàu chống bão Tàu chạy mùa mưa bão cần chuẩn bị tốt công việc sau: - Sắp xép hàng hóa hợp lý, tính toán phân bố trọng tải hàng hóa cho toàn tàu chịu lực tương đối đặn, cần chú ý vững tàu, két chất lỏng cần lấy đầy dồn chúng lại với nhau, loai hàng rời cần ủi ban dồn góc hầm, loại hàng dễ dịch chuyển cần chằng buộc ngăn cách thật tốt - Chạy tàu không tải nên dằn balat lái tàu có mớn lớn mũi tàu cho chân vịt ngâp nước, cần chú ý tàu chạy vùng lạnh, tượng đóng băng tàu gây ảnh hương đến vững tàu - Tăng cường biện pháp làm kín nước: đóng chặt nắp hầm hàng, cửa kín nước xuống hầm hàng, kho tàng, buồng máy Quay ống gió phía gió, cần lấy bạt che kín Xem xét lỗ thông hơi, đo nước,dầu cần dùng nút gỗ đóng chặt lại 41 Gia cường buộc hàng vật dụng Tháo lỗ thoát nước ca nô - cứu sinh,quét dọn lỗ thoát nước boong tránh nước làm nghẹt lỗ thoát nước Lắp đặt dây an toàn hai bên đường mặt boong Đóng chặt chốt neo,nếu - cần gia cường thêm dây cáp, cần cẩu cố định chặt vào vị trí Gia cường thêm dây cầu thang mạn, lỗ thông hầm lỉn neo cần đậy kín bạt Cố định chặt đầu loại anten vô tuyến, không để căng bị đức tàu lắc, chấn động Chuẩn bị tốt dụng cụ đổ dầu giảm sóng dụng cụ chống thủng để sử dụng cần - Nhận tin tức khí tượng thủy văn cho chuyến đi, dự trù phương án cần thiết để đảm bảo cho tàu bảo vệ hàng hoá, hàng chằng buộc boong - Khi có tin bão, phải thông báo cho toàn tàu biết, tăng cường quan sát lấy số liệu khí tượng thuỷ văn, kiểm tra toàn tàu từ mũi đến lái 3.3 Phương pháp bước tiến hành tránh bão từ xa cho tàu vừa nhỏ 3.3.1 Cơ sở lý thuyết phương pháp tránh bão từ xa Khi có thông tin sơ bão dự đoàn động thái di chuyển bão (đường đi, vận tốc…) ta tiến hành đồ giái tránh bão từ xa theo cách sau : a) Thay đổi hướng tàu để tránh bão Giả sử tại thời điểm ban đầu tàu T0 chạy hướng Ct với vận tốc Vto, vị trí bão O di chuyển hướng Cb với vận tốc Vb Ta đồ giải chuyển động tương đối đánh giá tàu hành động tàu vào gầno tâm bão Để tránh bão cách thay đổi hướng ta làm sau: Xác định vị trí tàu trung tâm bão T0 qui thời điểm Từ tâm bão O ta dựng vòng tròn bán kính khu vực nguy hiểm bão ảnh hưởng đến tàu Rb=r +∆ (Trong đó: r bán kính khu vực nguy hiểm tàu tính từ trung tâm thực bão, ∆ 42 sai số bình phương trung bình toạ độ trung tâm bão (r thừa nhận 20 30 hải lý)) Cb Ce2 Vb Ct Ct2 Vto Ct1 Rb O Ce Ve To -Vb I Ce1 r=Vto Hình 3.8 Thay đổi hướng tránh bão từ xa Từ T0 kẻ hướng tương đối Ce1, Ce2 tiếp xúc với vòng tròn Từ T0 dựng véc tơ (- VB ), từ đầu mút I véc tơ ta vẽ cung tròn có bán kính độ lớn véc tơ tốc độ tàu Vto cắt Ce1 Ce2, K2 hai điểm tương ứng 1, Từ To ta dựng hai hướng Ct1 Ct2 lần lượt song song với véc tơ I1 I Như ta có Ct1, Ct2 hướng mà tàu chạy với tốc độ Vto đến tiếp xúc với khu vực cách tâm bão khoảng cách Rb=r +∆ (hình 3.8) Để vượt trước bão ta phải cho tàu chạy hướng Ct2 Nếu muốn cắt sau bão chạy hướng Ct1 b) Thay đổi tốc độ tàu Phương pháp áp dụng vùng biển bị hạn chế đại dương mà việc thay đổi hướng không cho phép Cách làm sau: Vị trí tàu T0 tâm bão O qui thời điểm Từ tâm bão O vẽ bán kính khu vực nguy hiểm bão nhiệt đới tàu Rb=r +∆ Từ T0 kẻ hướng tương đối Ce1, 43 Ce2 tiếp xúc với vòng tròn Từ T0 dựng véc tơ (- VB ), đầu mút I (- VB ) dựng đường // với hướng tàu Ct cắt đường Ce1 Ce2 lần lượt hai điểm 1, Từ hai điểm ta dóng song song với VB lên hướng Ct Vt1, Vt2 Ta Vt1 Vt hai véc tơ tốc độ tàu chạy hướng Ct để đến tiếp xúc với vùng nguy hiểm bão (hình 3.9) Cb Ct Vt2 Ce2 Vto Vt1 Vb Rb O Ce Ve To -Vb I Ce1 Hình 3.9 Thay đổi tốc độ tránh bão từ xa Như để vượt trước bão ta phải cho tàu tăng tốc độ lên Vt2 Nếu muốn cắt sau bão phải giảm tốc độ xuống Vt1 Dĩ nhiên, trường hợp thay đổi tốc độ ta giảm tốc độ xuống Vt1 để cắt sau bão c) Thay đổi hướng tốc độ Từ hai phướng pháp thay đổi hướng hướng (a) thay đổi tốc độ (b) nêu ta thấy: Khi tàu giữ nguyên vận tốc Vt muốn tránh bão lựa chọn chạy theo hướng Ct1 để cắt sau bão lựa chọn chạy theo hướng Ct2 để vượt trước bão 44 Khi tàu giữ nguyên hướng muốn tránh bão lựa chọn tắng tốc độ Vt2 để vượt trước bão giảm tốc độ Vt1 để cắt sau bão Trường hợp chọn phương án giảm tốc độ để cắt sau bão, thời gian chạy tàu tăng lên Thực tế nhiều trường hợp điều kiện biển không cho phép thay đổi hướng lớn (khu vực hạn chế, sóng to gió lớn…) muốn nhanh chóng tránh khỏi bão ta chọn phương án kết hợp thay đổi đồng thời hướng tốc độ theo hai cách sau: Cách Chọn trước hướng mong muốn sau đồ giải theo trường hợp (b) tìm giá trị tốc độ tương ứng mà tàu cần thiết phải điều chỉnh để vượt trước bão cắt sau bão Cách Chọn trước giá trị tốc độ cho tàu sau đồ gải theo trường hợp (a) tìm hướng tương ứng cần thay đổi để tàu vượt trước bão cắt sau bão Tùy thuộc vào hoàn cảnh thực tế tình trạng tàu mà thuyền trưởng định chọn phương án tránh bão hợp lý 3.2 Cách bước tiến hành tránh bão từ xa Bước 1: Cập nhật thông tin bão dự đoán động thái bão hải đồ Từ thông tin bão nhận từ tin thời tiết, đồ thời tiết nêu trên, người sỹ quan điều khiển tàu dễ dàng dự đoán động thái bão thời gian sắp tới cách thao tác sơ đường bão hải đồ Mặc dù số bão có đường phức tạp khó dự đoán trước nhìn chung bão có su hướng di chuyển theo quy luật mà phần lý thuyết bão nêu chi tiết Để đánh giá xác đường bão cần phải cập nhật thu nhận thông tin bão cách liên tục Bước 2: Xác định vùng ảnh hưởng bão [5;48] Theo lý thuyết, vùng ảnh hưởng bão vùng tính từ tâm bão tới đường đẳng áp cùng bão hay coi giới hạn lớn mà có tác động 45 bão (Theo sổ tay Hàng hải thầy Tiếu Văn Kinh) Ngày ,trên tàu biển trang bị đầy đủ trang thiết bị vô tuyến dự báo thời tiết tiêu chuẩn quốc tế, sỹ quan hàng hải cập nhật liên tục tin thời tiết Do vậy, thông tin bão có thông tin vùng ảnh hưởng bão cập nhật xác Bên cạnh việc thu thập thông tin vùng ảnh hưởng bão qua tin thời tiết cần thiết người sỹ quan hàng hải dùng phương pháp tính toàn để xác định bán kính vùng ảnh hưởng bão dựa vào việc quan trắc áp suất không khí tốc độ gió, cụ thể sau: Cách : Dựa vào phương pháp cổ điển ta tính khoảng cách từ tàu đến mắt bão Phương pháp Piddington Phương pháp Fournier Phương pháp Algne Khi biết hướng di chuyển bão, hướng di chuyển tàu ta, sức gió mạnh tâm bão khoảng cách từ tàu đến mắt bão tùy vào trường hợp mà xác định bán kính giả định bão Cách : Ta áp dụng công thức có công thức gần đúng để tham khảo sau : R =r Trong : - Vmax vận tốc gió lớn bão Vmax = 6.3(1013-Po)^1/2 - Po giá trị khí áp tối thiểu - r khoảng cách từ tàu đến mắt bão - Vr vận tốc gió vị trí tàu hoạt động,cách mắt bão khoảng r - x có giá trị từ 0,5 đến 0,7 ( x=0,5 đo sát mặt biển, x=0,7 đo cao mặt biển) 46 Bước 3: Đánh giá nguy tàu gặp bão Sau có sơ thông tin bão đường vùng ảnh hưởng bão, kết hợp với thông số tàu ta (vị trí, vận tốc, hướng đi) ta đánh giá khả tàu co vào vùng ảnh hưởng bão hay không cách đồ giải chuyển động tương đối tàu ta so với bão Ta làm sau (hình.) - Từ vị trí tàu thời điểm T1 ta kẻ (- VB ) ngược chiều vận tốc bão Ta xác định vận tốc tương đối tàu ta so với bão là: Ve = (- VB )+ Vt Nều Ce cắt vòng tròn vùng ảnh hưởng bão cs nghĩa tàu ta gặp bão cần phải có biện pháp tránh bão từ xa Nếu Ce nằm vòng tròn có nghĩa tàu ta trì vận tốc hướng tài theo dự kiến tàu nằm vùng ảnh hưởng bão, nhiên bão diễn biến phức tạp không dự kiến cần phải theo dõi liên tục thận trọng, nâng cao hệ số an toàn tránh bão - Trong trường hợp tàu có nguy gặp bão cần xác định khoảng thời gian từ lúc tàu gặp bão (Tg) để chủ động lựa chọn thời điểm hành động tránh bão cho phù hợp Bước 4: Lựa chọn phương án tránh bão từ xa phù hợp Từ sở lý thuyết tránh bão chúng ta chon phương pháp để tránh bão từ xa Thuyền trưởng người định đưa va phương án kế hoạch tránh bão Quyết định chọn phương án phải dựa tình trạng thực tế tàu điều kiện ngoại cảnh Ví dụ khu vực hàng hải rộng lớn trướng ngại đường cần chọn phương án thay đổi hướng để tránh bão từ xa xem có hiệu quả, nhiên trường hợp thuyền trưởng cần xem xét đến trường hợp hướng tàu có trì với vận tốc ban đầu hay không sóng gió làm cho tàu không chạy với vận tốc mong muốn Như để đảm bảo tránh bão từ xa cách an toàn hiệu thuyền trưởng cần tính toán trước đưa giá trị vận tốc an toàn đảm bảo tàu trì từ giá trị vận tốc đồ giải để tìm hướng tránh bão an toàn 47 Bước 5: Tính toán bán kính dự kiến tránh bão an toàn Bán kính để tránh bão tính từ tâm bão tới vùng gần mà tàu hành hải cách an toàn Bán kính thực tế nhỏ bán kính vùng ảnh hưởng bão tàu chịu tác động sóng gió mức độ định Bán kính tránh bão xác định dựa thông tin bão tính toán theo lý thuyết Thông thường tin thời tiết bão cho ta biết vùng ảnh hưởng bão vùng ảnh hưởng 70% bão Nếu thực tế tàu hành trình an toàn vùng ta nội suy lấy vùng an toàn tương ứng cho tàu qua Hoặc ta tính toán theo lý thuyết bán kính tránh bão an toàn sau: Việc tính toán bán kính dự kiến tàu tránh bão phụ thuộc vào yếu tố sau : [5;50] + Cấp tàu : Tùy theo tàu thuộc loại cấp tàu mà dự kiến bán kính tránh bão mà tàu hành hải cách an toàn tác dụng sóng, áp lực gió… Theo qui chuẩn Việt Nam ( Quy phạm phân cấp đóng tàu biển vỏ thép) tàu hành trình để chịu cấp gió theo tiêu chuẩn cần phải xét đến cấp tàu trường hợp trạng thái tàu (đầy tải, không tải) Ta dựa vào quy định bảng sau Bảng 3.1 Bảng áp suất gió Pv Vùng hoạt động Áp suất gió Pv, Pa Cấp gió Cấp sóng Không hạn chế 504 10 Hạn chế I 353 Hạn chế II, III 252 + Ngoài để xác định bán kính tránh bão ta phụ thuộc vào yếu tố : 48 Quy định an toàn tránh bão công ty Quyết định thuyền trưởng dựa kinh nghiệm thực tế Điều kiện thực tế tàu Loại tàu Kết hợp yếu tố thuyền trưởng đưa bán kính tránh bão cách hợp lí Trong trường hợp tính toán cần phải tính đến sai số xác định vị trí tàu Rat= r+Δ Trong : Rat : Bán kính dự kiến tránh bão an toàn r : Bán kính khu vực nguy hiểm tàu theo tính toán Δ : Sai số bình phương trung bình tọa độ trung tâm bão đưa ra.( Δ thừa nhận 20 ÷ 30 hải lý ) Bước 6: Dự kiến thời điểm điều động tránh bão Tm đồ giải tránh bão Dự kiến thời điểm tránh bão Tm ( Time manoeuvring) Việc định chọn thời điểm bắt đầu điều động tránh bão có ý nghĩa quan trọng điều định đến thay đổi tuyến hành trình tàu Nếu chọn thời điểm Tm sớm có nghĩa tàu nhiều thời gian đường hơn, ảnh hưởng đến hiệu kinh tế khai thác tàu Tuy nhiên thời điểm Tm muộn ảnh hưởng đến an toàn cho tàu tiến đến gần bão Hiện chưa có tài liệu đưa cách xác định thời điểm tránh bão Tm cách chi tiết mà chủ yếu phụ thuộc vào điều kiện thực tế kinh nghiệm Cụ thể theo kinh nghiệm thuyền trưởng việc xác định thời điểm Tm dựa vào việc đánh giá khoảng cách vị trí tàu đến tâm bão khoảng thời gian tàu cách bão + Tính Tm dựa vào đánh giá khoảng cách từ tàu tới tâm bão Thời điểm tránh bão thời điểm mà tàu có vị trí cho góc kẹp đường tiếp tuyến từ tàu đến bán kính bão không nên vượt 600 (phương án thường áp dụng tàu có tính điều động tốt) 49 + Tính Tm dựa vào đánh giá thời gian tàu cách bão Một số thuyền trưởng chọn phương án chọn thời điểm Tm tàu cách bão khoảng ngày tàu (phương án thường áp dụng cho tàu vừa nhỏ) Đồ giải tránh bão Từ bước ta đồ giải tránh bão hình Cb Ct Ct2 O2 T2 Ct1 Rb Ce2 Rat Om Ce α Tgm Tm Ce1 Vb Ce I r=/Vat/ Ve O1 T1 Tg1 -Vb Hình 3.10 Xác định thời điểm hướng thay đổi để tránh bão Trong đó: T1, T2: thời điểm Tm :Thời điểm dự kiến điều động tránh bão Tg : Thời điểm dự kiến tàu gặp bão Tg1 = T1 + ( T1 Tg1 )/ Ve Tgm = Tm + ( Tm Tgm )/ Ve Ct: Hướng tàu 50 Ct1: Hướng thay đổi để tàu cắt sau bão Ct2: Hướng thay đổi để tàu cắt trước bão Ce, Ce1 Ce2 hướng tương đối tàu tâm bão tương ứng với hướng Ct, Ct1, Ct2 Cb: Hướng dự kiến bão O1: Vị trí bão lúc thời điểm ban đầu (T1) O2: Vị trí bão lúc thời điểm dự kiến theo tin thời tiết (T2) Ve: Vận tốc tương đối tàu so với bão Vt: Vận tốc tàu Vb: Vận tốc di chuyển bão Rb: Bán kính vùng ảnh hưởng bão Rat: Bán kính vùng ảnh hưởng mà tàu qua an toàn ( Rat = d + Δ ) Dm: Khoảng cách bắt đầu điều động tránh bão Dgh: Khoảng cách giới hạn tránh bão cho phép Từ thời điểm T1 ta thu thông tin bão vị trí O1 Dự kiến bão di chuyển theo hướng Cb với vận tốc Vb Và O2 dự kiến cho vị trí tâm bão thời điểm tới T2 (12, 24, 48h.) theo tin thời tiết Ta đánh giá tàu qua gần tâm bão (Ce cắt vòng tròn ảnh hưởng bão) ta cần phải tiến hành tránh bão Sau xem xét đánh giá ta lựa chọn thời điểm tránh bão Tm nằm khoảng thời gian trước thời điểm dự kiến T2 theo tin thời tiết ta cần nội suy vị trí tâm bão Om bán kính ảnh hưởng bão theo thời điểm Tm tương ứng Thời điểm bắt đầu điều động tránh bão TM xác định sau: Theo kinh nghiệm tàu nên tránh bão khoảng cách mà góc kẹp đường Ce1 Ce2 không vượt 600 (α≤600) Tức khoảng cách từ Tm đến tâm bão tính sau Dm ≥ Rat.cotg 300 Hoặc thời gian dự kiến tàu chạy từ thời điểm dự kiến điều động tránh bão (Tm ) đến thời điểm tàu gặp bão (Tgm) lớn ngày tàu Tgm- Tm = ( Tm Tgm )/Ve ≥ 24h 51 Từ tâm bão Om ta vẽ vòng tròn bán kính khu vực nguy hiểm bão tàu Rat (đã nêu chi tiết mục d trên) Từ vị trí tàu Tm ta vẽ hướng tương đối Ce1 Ce2 tiếp xúc với vòng tròn bán kính bão Từ Tm ta vẽ véc tơ (- Vb ), (ngược hướng với Vb Vb độ lớn) Tại đầu mút (- Vb ) ta vẽ cung tròn có bán kính r = Vat (giá trị vận tốc tàu dự kiến chạy an toàn hướng mới) Cung tròn cắt Ce1 Ce2 tương ứng điểm (hình vẽ 3.10) Nối điểm với tâm I ta hướng hướng I1 I2 Dịch chuyển song song hướng vị trí Tm ta hướng Ct1 Ct2 Các hướng Ct1, Ct2 hướng mà tàu chạy với tốc độ Vat đến tiếp xúc với khu vực cách tâm bão khoảng cách Rat Như sau thao tác đồ giải xác định hướng điều động thời điểm điều động Tm sỹ quan Hàng Hải tiến hành tránh bão từ xa cách an toàn thuận lợi tàu dự kiến chạy an toàn hướng mới) Cung tròn cắt Ce1 Ce2 tương ứng điểm (hình vẽ 3.11) Nối điểm với tâm I ta hướng hướng I1 I2 Dịch chuyển song song hướng vị trí Tm ta hướng Ct Ct2 Các hướng Ct1, Ct2 hướng mà tàu chạy với tốc độ Vat đến tiếp xúc với khu vực cách tâm bão khoảng cách Rb Như sau thao tác đồ giải xác định hướng điều động thời điểm điều động Tm sỹ quan Hàng Hải tiến hành tránh bão từ xa cách an toàn thuận lợi 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Đề tài phân tích thực trạng an toàn hàng hải biện pháp nhằm hạn chế tai nạn hàng hải nước ta nay, tập trung sâu vào công tác đảm bảo an toàn cho tàu hành trình biển gặp bão Qua đó, kết hợp với lý luận khoa học để xây dựng kế hoạch Điều khiển tàu tránh bão từ xa biển đông cho tàu vừa nhỏ Giới thiệu bão, ảnh hưởng thiệt hại bão gây Phân tích nguy tàu vừa nhỏ từ đề công tác chuẩn bị đối phó trước tàu gặp phải đặc biệt sâu nghiên cứu đưa lưu ý, giải pháp điều khiển tàu tránh bão từ xa Dựa vào kiến thức thực tế làm việc tàu kết hợp lý thuyết, sưu tầm tài liệu, tham khảo ý kiến thầy giáo, thuyền trưởng người có nhiều kinh nghiệm thực tế, tác giả đưa kế hoạch bước để điều khiển tàu vừa nhỏ tránh bão từ xa hành trình biển đông Cơ sở lý thuyết đề làm tài liệu tham khảo cho công tác khai thác tàu, đảm bảo an toàn hàng hải, tìm kiếm cứu nạn, điều khiển tàu giúp ích cho sinh viên sỹ quan, thuyền viên người điều khiển tàu nghiên cứu vấn đề có liên quan Kiến nghị Có thể nói điều khiển tàu tránh bão từ xa biển công việc đòi hởi người sĩ quan điều khiển tàu phải nắm vững kiến thức chuyên môn đánh giá đúng điều kiện thực tế gặp phải Tuy đề tài chưa hoàn chỉnh mở rộng nghiên cứu để hoàn thiện hơn, thực có giá trị ngành vận tải thuỷ, làm tài liệu tham khảo cho ngành Điều khiển tàu biển, Bảo đảm an toàn, Tìm kiếm cứu nạn 53 Cụ thể nâng cao khả an toàn làm giảm thiểu nguy tai nạn tàu hành trình mùa gió bão vốn nguy gây thiệt hại lớn cho tàu nói riêng ngành hàng hải nói chung Trong thời gian tác giả tiếp tục nghiên cứu phát triển nữa, mong nhận quan tâm, góp ý từ thầy giáo đồng nghiệp để tác giả hoàn thiện 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] TS Thuyền trưởng Nguyễn Viết Thành (2010), Điều động tàu Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội [2] Tiếu Văn Kinh (2006), Sổ tay hàng hải - Tập 2, Nhà xuất Giao thông vận tải [3] Tiếu Văn Kinh (1992), Hướng dẫn nghiệp vụ hàng hải - Tập 1, Nhà xuất Giao thông vận tải [4] Cục hàng hải Việt Nam, Báo cáo thống kê tai nạn hàng hải năm 2011 - Số: 3040 /CHHVN-AT&ANHH [5] Quản Duy Bách, Đề tài tốt nghiệp 2015 – Tìm hiểu thông tin bão nhận từ đồ thời tiết phục vụ cho việc tránh bão từ xa Tiếng Anh [6] Capt R.W Rowe FNI (1996), The Shiphandler’s Guide, London, England [7] D.J.House (2001), Seaman Techniques, British [8] Graham Danton (1983), The Theory and Practice of Seamanship, Keelung, Taiwan [9] Henry H.Hooyer (1983), Behavior and Handling of Ships, Centreville, Maryland [10] J.P.Clarke (2000), The Mariner’s Handbook, The United Kingdom Hydrographic Office Địa mạng tham khảo [11] http://www.khoahọc.com.vn (truy cập gần 20 ngày 02/04/2016) [12] http://www.vinamarine.gov.vn (truy cập gần 20 ngày 06/04/2016 ) [13] http://www.vr.org.vn/Gioithieu/Linhvuc/Taubien/kiemtraphancapGT.htm [14] http://www.rimf.org.vn/baibaocn/chitiet/tinid-2051 [15] http://www.slideshare.net/vanthao_tp/cu-hoi-van-tai 55