Đang tải... (xem toàn văn)
Câu 1: Bản đồ địa hình đáy biển có phải hải đồ không? Tại sao? Hải đồ là bản đồ địa hình đáy biển. Nhưng mục đích của bản đồ địa hình đáy biển không chỉ sử dụng với mục đích dẫn đường mà còn dùng cho nhiều ngành khác với nhiều mục đích khác. Có ba yêu cầu phân loại đáy biển, đó là: Hải đồ; Phục vụ thương mại hoặc môi trường; Phục vụ quân sự. Hải đồ: Đây là phương pháp phân loại tương đối đơn giản, sử dụng biểu đồ hàng hải chủ yếu là mục đích dẫn đường. Thủy thủ sử dụng biểu đồ hàng hải với múc đích: Tìm nơi neo đậu; Loại cầu tàu và nơi đó có bao nhiêu chỗ neo đậu Giúp đánh giá mức an toàn neo đậu Khả năng cung cấp một tư vấn dẫn đường. Thương mại Môi trường: Một phân loại chi tiết hơn, thường sử dụng phần mềm xử lý với mục đích: Xác định địa điểm các giàn khoan dầu, đèn biển hoặc đèn hiệu trên biển, các đê biển, thăm dò khoáng sản, đánh bắt thủy hải sản. Quân sự: Đây là sự kết hợp của bốn loại hình cơ bản về đáy biển với dữ liệu chi tiết và bổ sung các thuộc tính. Quân đội cần các thông tin này để: tiến hành hoạt động đổ bộ, có biện pháp đối phó chống đổ bộ, hoặc sử dụng địa hình để phòng thủ quốc phòng, tàu ngầm và chống tàu ngầm, thủy lôi và chống thủy lôi. Câu 2: Chức năng chính của máy quét sonar trong đo đạc thủy văn? Các chức năng chính của máy quét sonar trong đo đạc thủy văn: Phát hiện xác tàu và các vật cản dòng âm thanh của máy hồi âm. Mặc dù vị trí chính xác và độ sâu khôngthể xác định bằng SSS, nhưng một máy SSS được điều chỉnh đúng cách và biết vận hành sẽ phát hiện hầu hết những khiếm khuyết của hệ thống dò âm đa tia. SSS còn cung cấp một số lượng đáng kể các thông tin khác từ đáy biển. Các dữ liệu này, khi kết hợp với các mẫu thăm dò đáy biển tại những đường đẳng sâu, sẽ cung cấp thông tin để phân loại đáy biển. Đồng thời cung cấp thông tin đáng kể cho các hoạt động quân sự như: phạm vi hoạt động của tàu đổ bộ tấn công nhanh, phạm vi rải mìn hoặc thủy lôi, phạm vi hoạt động của tàu ngầm, ... Phát hiện các đặc trưng đáy biển. Nếu máy scan sonar được sử dụng đúng cách sẽ phát hiện các dấu hiệu rất nhỏ dưới đáy biển, trong khi lại ít gây nguy hiểm cho bản thân tàu. Hệ thống SSS có tầm quan trọng đáng kể trong hoạt động của tàu ngầm và hoạt động dò thủy lôi trên biển. Việc phân loại đáy biển phụ thuộc vào các dữ liệu thu thập được và kiến thức về cấu tạo đáy biển. Việc kết hợp chúng rất quan trọng đối với các hoạt động của tàu ngầm và dò thủy lôi, đối với hoạt động nuôi thủy sản và phát triển tài nguyên biển. Việc phát hiện các vùng biến động của đáy biển như cồn cát trong các tuyến vận tải biển là rất quan trọng. Trên các tuyến vận tải biển, phải định kỳ tái khảo sát để đảm bảo an toàn hàng hải.
Cơ sở trắc địa đồ biển Câu 1: Bản đồ địa hình đáy biển có phải hải đồ không? Tại sao? Hải đồ đồ địa hình đáy biển Nhưng mục đích đồ địa hình đáy biển không sử dụng với mục đích dẫn đường mà dùng cho nhiều ngành khác với nhiều mục đích khác Có ba yêu cầu phân loại đáy biển, là: Hải đồ; Phục vụ thương mại môi trường; Phục vụ quân - - - Hải đồ: Đây phương pháp phân loại tương đối đơn giản, sử dụng biểu đồ hàng hải chủ yếu mục đích dẫn đường Thủy thủ sử dụng biểu đồ hàng hải với múc đích: - Tìm nơi neo đậu; - Loại cầu tàu nơi có chỗ neo đậu - Giúp đánh giá mức an toàn neo đậu - Khả cung cấp tư vấn dẫn đường Thương mại/ Môi trường: Một phân loại chi tiết hơn, thường sử dụng phần mềm xử lý với mục đích: Xác định địa điểm giàn khoan dầu, đèn biển đèn hiệu biển, đê biển, thăm dò khoáng sản, đánh bắt thủy hải sản Quân sự: Đây kết hợp bốn loại hình đáy biển với liệu chi tiết bổ sung thuộc tính Quân đội cần thông tin để: tiến hành hoạt động đổ bộ, có biện pháp đối phó chống đổ bộ, sử dụng địa hình để phòng thủ quốc phòng, tàu ngầm chống tàu ngầm, thủy lôi chống thủy lôi Câu 2: Chức máy quét sonar đo đạc thủy văn? Các chức máy quét sonar đo đạc thủy văn: - - - - Phát xác tàu vật cản dòng âm máy hồi âm Mặc dù vị trí xác độ sâu khôngthể xác định SSS, máy SSS điều chỉnh cách biết vận hành phát hầu hết khiếm khuyết hệ thống dò âm đa tia SSS cung cấp số lượng đáng kể thông tin khác từ đáy biển Các liệu này, kết hợp với mẫu thăm dò đáy biển đường đẳng sâu, cung cấp thông tin để phân loại đáy biển Đồng thời cung cấp thông tin đáng kể cho hoạt động quân như: phạm vi hoạt động tàu đổ công nhanh, phạm vi rải mìn thủy lôi, phạm vi hoạt động tàu ngầm, Phát đặc trưng đáy biển Nếu máy scan sonar sử dụng cách phát dấu hiệu nhỏ đáy biển, lại gây nguy hiểm cho thân tàu Hệ thống SSS có tầm quan trọng đáng kể hoạt động tàu ngầm hoạt động dò thủy lôi biển - - Việc phân loại đáy biển phụ thuộc vào liệu thu thập kiến thức cấu tạo đáy biển Việc kết hợp chúng quan trọng hoạt động tàu ngầm dò thủy lôi, hoạt động nuôi thủy sản phát triển tài nguyên biển Việc phát vùng biến động đáy biển cồn cát tuyến vận tải biển quan trọng Trên tuyến vận tải biển, phải định kỳ tái khảo sát để đảm bảo an toàn hàng hải Câu 3: Nguyên lý hoạt động hệ thống quét sonar đo đạc thủy văn? - - - - - - Độ lớn tín hiệu phản hồi bị chi phối phương trình sóng siêu âm, sử dụng để xác định xem điều bị phát điều Phương trình điểm khởi đầu cho việc xem xét hiệu suất SSS Nó bỏ qua mát tín hiệu vài thông số âm khác Vùng phủ sóng phạm vi gần máy sonar xét theo hai mặt Trong mặt phẳng thẳng đứng, chùm tia siêu âmcó chiều rộng 50* nghiêng so với hướng ngang 10* xuống phía Do đó, vùng gần máy sonar thuộc vùng không nhìn thấy Do vậy, máy sonar kéo từ tàu, lơ lửng nước mà không chạm đáy biển không gần mặt nước Sẽ có vùng quét gần phía đáy máy Trong mặt phẳng nằm ngang, gần “cá kéo” (máy sonar) xung âm có dạng song song Khoảng cách xung âm phạm vi gần hàm tốc độ tàu tốc độ lặp xung Do vậy, khả dò sót điểm đáy biển thuộc phạm vi gần cá kéo phạm vi xa cá kéo Diện tích vùng tìm kiếm sonar Có hai phương pháp lập kế hoạch tìm kiếm sonar • Phát điểm gần cá kéo Việc tìm kiếm lên kế hoạch trước để nhằm phát điểm gần cá kéo với năm xung sonar • Phát điểm xa cá kéo Các điểm có tiết diện nhỏ xa đầu phát sonar không nhận diện Cần điều chỉnh khoảng cách vệt quét để đảm bảo không bỏ sót điểm đáy biển Thông thường, phạm vi quét sonar khoảng 150m bề ngang Nếu vậy, cần thiết kế vệt quét rộng 125m, tức có 25m chồng lấn hai vệt quét cách Phương pháp thứ hai thường sử dụng nhiều Phương pháp bỏ sót phạm vi gần cá kéo, thiết kế phương án chạy tàu với tốc độ 3,6 hải lý/giờ phạm vi 1m gần cá kéo không bị bỏ sót Hiệu suất hệ thống SSS Về mặt lý thuyết, hiệu suất hệ thống khẳng định từ nhà sản xuất Tuy nhiên, để đáp ứng tối đa lợi ích, nên sử dụng sonar hai kênh, lắp vào đuôi tàu kéo theo sau Vị trí máy quét sonar Kéo máy quét sonar phía sau tàu có số lợi ích: Loại bỏ ảnh hưởng cảm biến có tàu; hoạt động cột nước độc lập phía sau tàu cho phép không bị ảnh hưởng âm thanh, tiếng động tàu Tuy nhiên, vị trí cá kéo khó xác định xác do: Thành phần trục tọa độ theo hướng tiến tàu: Do tàu kéo máy sonar dây cáp, áp lực dòng nước sức đẩy cột nước, cá kéo thay đổi vị trí nhiều, tức vận tốc cá kéo vận tốc tàu sai khác • Thành phần trục tọa độ vuông góc với hướng tàu: dòng thủy triều tàu động vòng quay đầu Cá kéo bị lệch hướng • Sai số xác định vị trí tàu truyền cho cá kéo Vị trí cá kéo xác định sử dụng hệ thống định vị cạnh đáy siêu ngắn, đầu phát đầu thu tín hiệu lắp đặt thân tàu cá kéo Tuy nhiên, độ xác hệ thống suy giảm nhanh chóng tùy thuộc vào độ dài dây kéo Trạng thái tàu kéo ảnh hưởng tượng nhồi sóng, nghiêng lắc, xoay chệch hướng làm thay đổi hướng chuyển động cá kéo Điều gia tăng vận tốc tàu không ổn định Do vậy, thiết phải thiết kế vệt tìm kiếm chồng lấn Gắn máy quét sonar vào mạn tàu Để giải lỗi trên, người ta gắn máy quét sonar vào hai bên mạn tàu Do đó, vị trí định hướng sonar xác định xác Tuy nhiên, số bất lợi lại ảnh hưởng đến chất lượng sóng siêu âm sonar Bản thân cảm ứng lắp đặt tàu gây nhiễu đến sóng siêu âm sonar Hơn nữa, sonar lúc cách xa đáy nước bất lợi để dò tìm địa vật đáy nước Lắp máy sonar vào mạn tàu tốt hoạt động vùng nước nông, nơi mà đáy biển nguy hiểm • - - - Câu Những hạn chế hệ thống sonar 1/ Sự ổn định thủy động lực học cá kéo: Phần lớn trường hợp cá kéo hoạt động tách rời chuyển động tàu Bản thân cá kéo bị ảnh hưởng tượng roll, pitch, heading giống tàu Vì thế, giải pháp sonar kênh đôi nhằm cung cấp so sánh kênh với kênh để nhận dạng địa hình điều cần thiết Trường hợp kêch sonar cho hình ảnh nhận diện đáy biển, buộc phải dùng kênh lại Lúc phải hiệu chỉnh tượng nhồi sóng xoay chệch hướng, Như vậy, với độ rộng chùm tia hẹp mặt phẳng ngang, biến động làm giảm khả phát chi tiết nhỏ đáy biển 2/ Vấn đề vị trí sonar: Vấn đề ổn định cá kéo quan trọng vấn đề vị trí Trong điều kiện biển động, nhìn thấy rõ dao động 3 vết quét cá kéo Người ta ý đến khả quét dò tìm đáy biển sonar nhiều khả hồi âm đa tia tàu Do vậy, vấn đề vị trí sonar yếu điểm 3/ Chiều cao cá kéo: Đối với hầu hết độ sâu đáy biển cần khảo sát, độ sâu cá kéo 10% cách đáy biển hợp lý Ví dụ, độ sâu đáy biển 150m độ sâu cá kéo 15m tính từ đáy biển Khi đầu cá kéo hướng xuống dưới, sóng siêu âm phản hồi bị suy giảm nhiều Khi đầu cá kéo hướng lên, sóng siêu âm không hình thành phía sau chướng ngại vật, làm cho khó phát 4/ Trong vùng nước nông: Cần giảm phạm vi quét khoảng cách vệt quét Bởi cá kéo gần đáy biển, hình ảnh mà cung cấp có nhiều thiếu sót Trong vùng nước nông, đầu dò hồi âm gần cáp kéo máy sonar, điều gây ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng siêu âm máy 5/ Điều chỉnh độ sâu máy: Người điều khiển cáp kéo máy sonar phải tùy theo địa hình đáy biển để trì độ sâu máy, dây cáp lúc ngắn lúc dài cho phù hợp với tốc độ tàu điều kiện địa hình, tránh gây tai nạn cho máy bị va chạm vướng vào chướng ngại vật 6/ Đuôi cá kéo: Một số cá kéo SSS trang bị vây đuôi cá nhằm tăng giảm độ sâu theo ý muốn Lúc này, ảnh hưởng lực kéo cáp tàu thay đổi, làm cho việc điều khiển cáp tay khó thực Khoảng cách từ cá kéo đến tàu bị thay đổi độ sâu cá kéo thay đổi Tốc độ tàu thay đổi độ sâu cá kéo thay đổi Do vậy, thực điều buộc phải vượt qua nguy hiểm bất ngờ mà Trong hoạt động gần đáy biển, cá kéo trang bị thiết bị ngắt nhả cáp, nhằm đảm bảo gặp tai nạn, không làm tàu bị hư hại Sau đó, người ta thu hồi 7/ Hướng kéo: 4 Khi có ảnh hưởng thủy triều, hướng kéo nên theo dòng thủy triều mà đi, nhằm giảm tác động dòng chảy đến khả kéo tàu Nếu không tính đến ảnh hưởng thủy triều, hướng kéo nên theo hướng đường viền độ sâu Điều có lợi điều chỉnh phạm vi kéo tàu qua địa hình nước nông - sâu khác Máy quét sonar Trường hợp đụn cát Trường hợp ngoại lệ Khi khu vực thăm dò có đụn cát Hướng kéo phải thỏa mãn cho mô tả góc khuất đụn cát Hình 5.10 8/ Phạm vi quét hiệu quả: Các tín hiệu siêu âm không thiết phản hồi trở lại tất Tổn thất truyền tải nhiễu từ nguồn khác hạn chế phạm vi quét sonar Một sonar truyền sóng siêu âm tối đa 270m Với vật thể nhỏ khoảng 1m, sonar khó phát sau khoảng cách 150m Kết tốt đạt phạm vi khoảng cách 150m tận dụng lợi tần số xung cao để xác định rõ vật thể Trước thưc khảo sát, kiểm tra ngắn cần thiết để kiểm tra phù hợp điều kiện hoạt động sonar Câu Hệ thống hồi âm đa tia 1/ Hệ thống hồi âm đa tia chứng minh khả đo sâu vượt trội so với phương pháp khác Khi đầu dò gắn vào thân tàu, có nghĩa vị trí xác định Với khả tạo thành từ tia đơn, hệ thống hồi âm đa tia công cụ lựa chọn để khảo sát địa hình đáy biển 2/ Khả định vị hệ thống MBES phụ thuộc vào hệ thống định vị tàu, phụ thuộc vào cách xác định vị trí đầu dò so với vị trí đặt antenna máy thu GPS Khả xác định đặc trưng đáy biển không sonar, cần người ta nhận dạng chỗ thợ lặn tàu lặn không người lái Mục tiêu MBES nhận dạng biến đổi địa hình đáy biển, nhận dạng vật đặc trưng đáy biển 3/ Phương pháp khảo sát Các yêu cầu hệ thống MBES cho khảo sát kéo theo hệ thống SSS, tương tự yêu cầu hệ thống SBES truyền thống Nghĩa sử dụng dòng, tuyến song song cách hiệu Hướng tuyến phụ thuộc vào yêu cầu SSS gần với hướng thủy triều Bản đồ 5 đáy biển biểu diễn giống ma trận, bao gồm điểm đo sâu dày đặc, theo hình vuông, phủ kín diện tích cần khảo sát 4/ Khoảng cách tuyến sonar yêu cầu, đương nhiên phải đảm bảo độ chồng lấn Ở vùng biển nông, độ sâu 30m, khả nhận dạng đặc trưng đáy biển hệ thống MBES tốt SSS Do vậy, người kỹ sư trắc địa phải định xem có nên dùng hệ thống SSS hay không, cần MBES độc lập quét đáy biển lần khảo sát 5/ Hệ thống hồi âm đa tia xác định khoảng cách tuyến phụ thuộc độ sâu trung bình khu vực khảo sát Nếu có nơi có độ sâu đáng kể phần lại khu vực khảo sát, phải lập khu vực phụ, chạy tàu theo tuyến cho phù hợp với khu vực phụ Khuyến nghị sử dụng chống lấn tuyến 25%., tối thiểu 10% 6/ Khi có hệ thống MBES khảo sát, việc xác định hướng tuyến hiệu song song với triền dốc bờ đường cong Tránh hướng vuông góc với bờ dốc Bằng cách này, chồng lấn tuyến lớn khoảng cách tuyến rộng Câu Cân nhắc sử dụng hồi âm đa tia 1/ Mặc dù hồi âm đa tia sử dụng rộng rãi, việc phát mối nguy hiểm có kích thước nhỏ lại lợi hồi âm đa tia Ví dụ cột buồm xác tàu đắm Khi hồi âm đa tia quét qua đặc trưng này, thuật toán khử nhiễu loại bỏ 185 tín hiệu xác định đặc trưng Nếu không áp dụng lọc tín hiệu, khả sử dụng liệu khó khăn 2/ Một yếu tố khác cấu hình MBES, thiết kế khác dẫn tới mô hình chùm tia khác Điều để lại khoảng trống tương đối lớn chùm tia giao thoa Vì mà để lọt vùng tia hồi âm Đây yếu tố vật lý hệ thống 3/ Một khảo sát cần phải xác minh hiệu suất hệ thống MBES trước triển khai Bao gồm xác định diện tích đáy biển biết trước, tốc độ ping, tốc độ chạy tàu có ổn định hay không, Nhiều tổ chức hàng hải yêu cầu sử dụng hệ thống SSS để nhận diện đặc trưng đáy biển Hệ thống MBES đo sâu kiểm tra hệ thống SSS 6 Câu 7: Trình bày việc lấy mẫu đáy biển đo đạc thủy văn? - - - - Việc lấy mẫu đáy biển thường thực độ sâu chưa tới 200m Khi độ sâu lớn 200m, nguy hiểm phương pháp lấy mẫu có sẵn, cần phải thu thập mẫu, việc lấy mẫu cần phải tiến hành cách đặn toàn vùng gần bờ Trong trình lấy mẫu , tàu sử dụng cần phải dừng đảm bảo định vị nơi dừng Thực lấy mẫu đầu ngoạm tàu khảo sát, lấy phần lõi mẫu sau lấy lên khỏi mặt biển Bản chất việc lấy mẫu đáy biển tiến hành đặn toàn vùng gần bờ Tần số lấy mẫu khác tùy thuộc vào độ sâu mức độ mà đồng Sau lấy mẫu đáy biển, mẫu đưa vào mô hình phân loại Mục đích việc lấy mẫu đáy biển: + Hỗ trợ việc giải thích hồ sơ quét sonar cần; + Cung cấp thật bề mặt đáy biển xác nhận mô hình phân loại đáy biển; + Cung cấp tư vấn khả neo đậu tàu; + Cần lấy mẫu tất vùng bờ, bãi cát ngầm, núi biển Đặc biệt vùng biển không ổn định; + Cần lấy mẫu đỉnh chân núi biển Mẫu lấy phải thỏa mãn ba điều kiện: Mẫu lấy mẫu hoàn chỉnh Vị trí lẫy mẫu xác, điều cung cấp thông tin điều tra có ích • Mẫu lấy từ điểm mẫu hỗn tạp nhiều nơi lấy mẫu khác • • Sau lấy mẫu đưa vào mô hình phân loại Việc phân loại mẫu cần phải nêu hai đề mục sau : • • Chỉ cần mô tả từ : thô, nhỏ … Mẫu cần mô tả cách chung : đá, bùn… Hầu hết mẫu lấy tự nhiên thường hỗn hợp, bao gồm loại trầm tích Trường hợp khó phân loại, để mẫu 7 vào hai ngón tay miết Nếu cảm thấy có sạn , chứng tỏ mẫu đáy biển cát phù xa, cảm thấy trơn mềm tức đất sét Câu 8: Các thủ tục liên quan đến lập kế hoạch khảo sát biển? - Lập kế hoạch khảo sát biển thuật ngữ bao gồm toàn trình phát triển dự án thủy văn, từ đời định đơn vị khảo sát lưu trữ liệu khảo sát thủy văn văn phòng quan - Việc lập kế hoạch khảo sát liên quan tới thủ tục: + Yêu cầu khảo sát + Đặc điểm kĩ thuật khảo sát + Chỉ định đơn vị thiết kế phương án + Lập kế hoạch khảo sát với đơn vị thiết kế + Đánh giá nhiệm vụ giao cho đơn vị đó, sau hồ sơ lực + Trinh sát thăm dò dự án + Phân bố nguồn lực + Lập kế hoạch khảo sát chi tiết + Ước tình thời gian cần thiết + Lập kế hoạch chương trình khảo sát phê duyệt + Liên lạc với quan bên ngoài, nhằm tăng cường giám sát hỗ trợ cần + Lập kế hoạch quản lí dự án + Lập kế hoạch thu nhận kiểm tra liệu dự án - Việc lập yêu cầu khảo sát đối cới quốc gia khác Ở Việt Nam, đơn vị chủ đầu tư gọi A, nhà thầu gọi B bao gồm: Tư vấn thiết kế, Tư ván giám sát đơn vị thi công 8 Câu 9: Nhiệm vụ khảo sát gồm tiêu chí nào? Các tiêu chí khảo sát bao gồm: Thành lập đơn vị khảo sát Phương pháp giám sát hiệu chỉnh vị trí tọa độ Tiêu chí phương pháp đo sâu hồi âm Loại sonar dò tìm Quan trắc mốc thủy triều Xác tàu đắm vật cản Lấy mẫu đáy biển Quan trắc hải dương học Quan trắc dòng thủy triều 10 Quan trắc địa vật lý 11 Địa hình bờ biển đáy đại dương 12 Đèn biển phao 13 Hướng chạy tàu tuyến khảo sát biển 14 Tín hiệu vô tuyến 15 Các quan trắc phụ trợ: Bản đồ ảnh theo chiều dọc, chiều đứng, khoảng cách, dòng đầu tiên, đo từ trường, tượng tự nhiên, 16 Quan trắc kênh dẫn tàu vào cảng Câu 10: Hệ thống thủy âm định vị mặt đáy biển gồm kỹ thuật nào, kể tên, mô tả nêu ưu nhược điểm Hệ thống định vị âm phát triển Hoa kỳ từ năm 1960 để nghiên cứu khảo sát biển Hệ thống có vai trò quan trọng định vị biển cho dàn khoan dầu khí tàu ngầm 9 Đinh vị thủy âm cho phép cung cấp vị trí điểm với độ xác cao với khoảng cách lớn từ bờ biển Đối với ngành dầu khí, việc định vị giếng dầu cho dù giàn khoan neo tự động, định vị thủy âm đóng vai trò đặc biệt quan trọng Hơn nữa, hệ thống GPS bị ảnh hưởng vết đen mặt trời hoạt động Định vị thủy âm cung cấp lựa chọn hữu ích so với hệ thống GPS Độ xác vị trí điểm định vị thủy âm phụ thuộc vào kỹ thuật sử dụng, phạm vi điều kiện môi trường, giá trị khoảng từ vài mét đến centimet Các thiết bị định vị thủy âm hoạt động vài băng tần chuẩn sau: Phân loại Tần số Phạm vi hoạt động Tần số thấp (LF) – kHz >10km Tần số trung (MF) 18 – 36 kHz – 3,5km Tần số cao (HF) 30 – 64 kHz 1500m Tần số cực cao (EHF) 50 – 110 kHz