Giáo trình Đo đạc và chỉnh lý số liệu thủy văn

Tính đặc trưng hay là mức độ phản ánh các đặc điểm của vùng nơi đặt trạm về địa hình, địa chất và kinh tế dân sinh.. Trạm đo thường được bố trí gần khu vực dân cư..[r]

ĐO ĐẠC VÀ CHỈNH LÝ SỐ LIỆU THỦY VĂN

Nguyễn Thanh Sơn- Đặng Quý Phượng

NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 2003

Từ khoá: mực nước, độ sâu, vận tốc, lưu lượng, bùn cát, độ suốt, độ mặn, độ muối, lưu tốc kế, phao, thủy trực, trạm đo, tuyến đo

Tài liệu Thư viện điện tử Đại học Khoa học Tự nhiên sử dụng cho mục đích học tập nghiên cứu cá nhân Nghiêm cấm hình thức chép, in ấn phục vụ mục đích khác khơng chấp thuận nhà xuất tác giả

LỜI TỰA

Giáo trình "Đo đạc chỉnh lí số liệu thuỷ văn" trang bị cho sinh viên chuyên ngành thuỷ văn lục địa kiến thức việc thu thập chỉnh lí số liệu thuỷ văn gồm hai phần:

Phần - Đo đạc thủy văn Nguyễn Thanh Sơn biên soạn từ chương đến chương bao gồm phương pháp đo đạc tính tốn các đặc trưng chế độ nước : mực nước, độ sâu, vận tốc dòng chảy, lưu lượng nước lưu lượng phù sa, độ mặn, nhiệt độ , màu sắc độ suốt nước Giáo trình đề cập vấn đề mặt nguyên lý dụng cụ phương pháp đo nét đặc trưng chế độ đo dòng chảy nước ta

Phần - Chỉnh biên tài liệu thuỷ văn Đặng Quí Phượng biên soạn từ chương đến chương 10 trình bày phương pháp thơng dụng để chỉnh lí tài liệu đo đạc : mực nước, lưu lượng nước lưu lượng phù sa liên quan đến sai số điều kiện đo đạc gây cần hiệu chỉnh Phần giới thiệu từ nguyên lý đến bước tiến hành hiệu chỉnh đặc trưng dòng chảy

Tài liệu viết cho sinh viên thuỷ văn trường đại học có đào tạo chuyên ngành Một số qui định chi tiết viết rõ "Tiêu chuẩn ngành - Qui phạm quan trắc" Tổng cục Khí tượng - Thuỷ văn ban hành năm 1994 giới thiệu không đề cập lại Trong trình biên soạn tác giả nhận nhiều ý kiến đống góp từ đồng nghiệp Đặc biệt ý kiến PGS TS Nguyễn Văn Tuần TS Cao Đăng Dư làm tăng nhiều chât lượng sách này.

Giáo trình hẳn cịn nhiều thiếu sót, chúng tơi mong nhận được ý kiến đóng góp, bổ sung chuyên gia lĩnh vực này để hồn thiện lần sau

NGUYỄN THANH SƠN - ĐẶNG QUÍ PHƯỢNG

ĐO ĐẠC VÀ CHỈNH LÍ

SỐ LIỆU THUỶ VĂN

MỤC LỤC

PHẦN ĐO ĐẠC THỦY VĂN

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG TRẠM ĐO ĐẠC THUỶ VĂN VÀ HỆ THỐNG PHỤC VỤ ĐO ĐẠC12 1.1 Phân loại trạm thuỷ văn 12

1.2 Phân cấp trạm thuỷ văn 13

1.3 Khảo sát chọn vị trí đặt trạm 13

1.3.1 Chọn đoạn sông chỗđặt trạm 13

1.3.2 Các công việc cần tiến hành 14

1.3.3 Các bước khảo sát 15

1.4 Khảo sát vị trí đặt trạm 16

1.4.1 Khảo sát kỹ thuật 16

1.4.2 Chọn tuyến đo 16

1.5 Chuyển trạm 18

1.6 Quy hoạch quan trắc chuỗi đo đạc thuỷ văn 18

CHƯƠNG ĐO MỰC NƯỚC 20

2.1 Những khái niệm chế độ mực nước 20

2.2 Các ngun tắc xây dựng cơng trình đo mực nước 21

2.3 Các cơng trình đo mực nước 23

2.3.1 Cọc đo 23

2.3.2 Thuỷ chí 24

2.3.3 Thuỷ chí cực đại ống sắt tuyến cọc 25

2.3.4 Thuỷ chí kim loại có ốc xoắn ở đáy 26

2.3.5 Thuỷ chí Pronlov 26

2.3.6 Máy tự ghi mực nước 26

2.4 Chế độ đo mực nước 29

2.5 Cách đo mực nước 29

2.6 Tính tốn đặc trưng mực nước 30

2.6.1 Tính mực nước bình qn ngày 30

2.6.2 Tính mực nước bình qn tháng 31

2.6.3 Tính tốn mực nước bình qn năm 31

2.6.4 Tính Hmax , Hmin thời đoạn 31

2.6.5 Tính chênh lệch mực nước 31

2.7 Hiệu chỉnh mực nước 32

2.7.1 Hiệu chỉnh mực nước 32

2.7.2 Hiệu chỉnh thời điểm 33

2.7.3 Các loại bảng thống kê 33

CHƯƠNG ĐO ĐỘ SÂU 35

3.1 Các dụng cụ đo sâu 36

3.1.2 Sào đo 36

3.1.3 Tời cáp tải trọng 36

3.1.4 Máy hồi âm 38

3.2 Chế độ đo sâu 40

3.3 Các phương pháp đo sâu 41

3.3.1 Đo sâu theo mặt cắt ngang 41

3.3.2 Đo sâu theo hướng dọc sông 46

3.4 Chỉnh lý tính tốn tài liệu đo sâu 46

3.4.1 Chỉnh lý sơ 46

3.4.2 Tính tốn đặc trựng mặt cắt 47

CHƯƠNG ĐO LƯU TỐC 49

4.1 Khái niệm lưu tốc dòng nước 49

4.1.1 Mục đích nghiên cứu 49

4.2 Sự thay đổi lưu tốc theo thời gian không gian 49

4.2.1 Phân bố lưu tốc theo không gian 50

4.2.2 Sự thay đổi lưu tốc theo thời gian 52

4.3 Các phương pháp đo lưu tốc 52

4.3.1 Đo lưu tốc máy đo lưu tốc 52

4.3.2 Xác định sốđiểm đo thuỷ trực 53

4.3.3 Phương pháp đo lưu tốc 56

4.4 Các dụng cụ đo vận tốc 57

4.4.1 Lưu tốc kế 57

4.4.2 Phao 61

4.4.3 Ống đo thuỷ văn 63

4.4.4 Xác định vận tốc xác định lực tác động dịng chảy lên vật trơi 64

CHƯƠNG LƯU LƯỢNG NƯỚC 66

5.1 Khái niệm 66

5.2 Phương pháp "lưu tốc - diện tích" Mơ hình lưu lượng 66

5.3 Đo lưu lượng lưu tốc kế 69

5.3.1 Chọn đoạn sông 69

5.3.2 Xác định hướng tuyến đo 69

5.4 Trang bị tuyến đo thuỷ văn phương pháp đo 70

5.4.1 Phương pháp chi tiết 71

5.4.2 Phương pháp 71

5.4.3 Phương pháp rút gọn 71

5.4.4 Đo nhanh 71

5.5 Đo lưu lượng nước 71

5.6 Phương pháp tích phân đo vận tốc dịng chảy lưu lượng nước 72

5.7 Tính tốn lưu lượng nước 73

6.7.1 Phương pháp phân tích 73

5.7.2 Phương pháp phân tích xác 75

5.7.3 Phương pháp đồ giải 76

5.7.4 Phương pháp tính lưu lượng theo đường đẳng lưu 77

5.8.1 Nhóm sai số ngẫu nhiên 79

5.8.2 Nhóm sai số hệ thống 79

5.9 Đo lưu lượng phao 80

5.9.1 Thiết kế cơng trình 80

5.9.2 Tính tốn lưu lượng 80

5.10 Phương pháp xác định lưu lượng tính tốn 81

5.11 Xác định lưu lượng nước phương pháp thể tích 81

5.12 Phương pháp trộn hỗn hợp để xác định lưu lượng 81

5.12.1 Phương pháp thả chậm chất hoà tan đại biểu 82

5.12.2 Phương pháp thả nhanh chất đại biểu tính lưu lượng 83

CHƯƠNG ĐO LƯU LƯỢNG BÙN CÁT 85

6.1 Các khái niệm 85

6.2 Chuyển động phù sa sông 87

6.2.1 Chuyển động phù sa đáy 87

6.2.2 Chuyển đông phù sa lơ lửng 87

6.2.3 Về chếđộ đục dịng chảy phù sa sơng 88

6.2.4 Sự khống hố nước dịng vật chất hồ tan 88

6.3 Nghiên cứu dịng phù sa lơ lửng 88

6.3.1 Dụng cụ lấy mẫu phù sa lơ lửng 88

6.3.2 Dụng cụ lấy mẫu phù sa đáy 89

6.3.3 Đo lưu lượng phù sa lơ lửng 89

6.3.4 Tính lưu lượng phù sa lơ lửng 91

6.3.5 Tính tốn dịng chảy phù sa lơ lửng 94

6.4 Nghiên cứu phù sa đáy 96

6.4.1 Các dụng cụđể lấy mẫu phù sa đáy 96

6.4.2 Đo tính lưu lượng phù sa đáy Tính tốn phù sa đáy 96

CHƯƠNG ĐO MẶN, ĐO NHIỆT ĐỘ, MÀU SẮC VÀ ĐỘ TRONG SUỐT CỦA NƯỚC 98

7.1 Khái niệm độ muối độ mặn 98

7.1.1 Độ muối 98

7.1.2 Độ mặn 98

7.2 Vị trí phương pháp lấy mẫu 99

7.2.1 Thuỷ trực lấy mẫu 99

7.2.2 Vị trí điểm lấy mẫu thuỷ trực 99

7.2.3 Dụng cụ lấy mẫu 99

7.3 Chế độ đo mặn 99

7.4 Phương pháp phân tích xác định độ mặn 100

7.4.1 Dụng cụ phân tích 100

7.4.2 Hoá chất cách pha chế 100

7.4.3 Các bước phân tích để xác định độ mặn 101

7.5 Đo nhiệt độ nước 105

7.6 Xác định màu sắc độ suốt nước 105

PHẦN CHỈNH LÝ SỐ LIỆU THỦY VĂN

GIỚI THIỆU 110

CHƯƠNG CHỈNH LÝ SỐ LIỆU MỰC NƯỚC 112

8.1 Mục đích nhiệm vụ 112

8.2 Những nhân tố ảnh hưởng tới thay đổi mực nước mực nước thường dùng 113

8.2.1 Nhân tốảnh hưởng 113

8.2.2 Mực nước thường dùng 113

8.3 Phương pháp kiểm tra sai số mực nước thực đo 113

8.3.1 Tính chất chung thay đổi mực nước sông 114

8.3.2 Tính chất đặc biệt thay đổi mực nước sông 115

8.4 Các phương pháp sửa chữa sai số mực nước (H) thực đo 117

8.4.1 Nội suy Hđ Hc thời đoạn 118

8.4.2 Tính theo quan hệ tương quan mực nước H trạm hệ thống sông 118

CHƯƠNG CHỈNH LÝ SỐ LIỆU LƯU LƯỢNG NƯỚC 121

9.1 Mục đích nhiệm vụ chỉnh lí tài liệu lưu lượng nước 121

9.1.1 Mục đích 121

9.1.2 Nhiệm vụ chỉnh lí tài liệu lưu lượng 121

9.1.3 Kiểm tra, sửa chữa tài liệu 122

9.1.4 Phân tích quan hệ Q=f(H) 122

9.1.5 Phương pháp tính tốn 125

9.1.6 Tính lưu lượng tức thời 125

9.1.7 Kiểm tra kết tính 127

9.1.8 Kiểm tra cân nước 128

9.1.9 Kiểm tra tính chất lệch pha 130

9.1.10 Tổng hợp thuyết minh 130

9.2 Quan hệ lưu lượng mực nước 130

9.2.1 Cơ sở khoa học hữu ích kinh tế 130

9.2.2 Tính chất quan hệ 131

9.3 Kéo dài quan hệ tính lưu lượng nước 150

9.3.1 Kéo dài Q = f(H) trung bình phần nước cao 150

9.3.2 Phương pháp kéo dài Q = f(H) tương đối ổn định phần nước thấp 153

CHƯƠNG 10 CHỈNH LÝ SỐ LIỆU CHẤT LƠ LỬNG 156

10.1 Các nhân tố ảnh hưởng tới độ đục nước sông 156

10.2 Mục đích nhiệm vụ chỉnh lý số liệu chất lơ lửng 156

10.2.1 Kiểm tra số liệu chất lơ lửng 157

10.2.2 Phân tích số liệu thực đo chọn phương pháp tính R: 157

10.2.3 Tính R bình qn thời đoạn đặc trưng 158

10.2.4 Kiểm tra kết tính 158

10.3 Các phương pháp tính R theo tương quan 158

10.3.1 Tương quan R=f(Q) 158

Phần

ĐO ĐẠC THUỶ VĂN

MỞĐẦU

Đo đạc thuỷ văn phận thuỷ văn học Giáo trình đo đạc thuỷ văn giới thiệu nguyên lý phép đo đạc thuỷ văn thực tế tiến hành trạm quan trắc lúc khảo sát thực địa Biết đo đạc, chỉnh lý số liệu thuỷ văn yếu cầu thiếu kỹ sư thuỷ văn

Môn học giúp tránh bỡ ngỡ tiếp xúc với công việc thực tế, biết tổ chức lấy số liệu phục vụ nghiên cứu khoa học phục vụ yêu cầu khác kinh tế quốc dân

Các kết quảđo đạc thuỷ văn sử dụng rộng rãi để khái quát hoá qui luật tượng trình thuỷ văn Chúng giúp cho việc đưa kết luận khoa học khẳng định lý thuyết sở thuỷ văn học phương pháp phân tích tính tốn thuỷ văn

Đo đạc thuỷ văn trực tiếp phục vụ giao thông vận tải, xây dựng cơng trình thuỷ như: thuỷ lợi, thuỷđiện, khai thác ngư nghiệp, nông nghiệp, chống hạn hán lũ lụt phục vụ cơng trình du lịch, thể thao, nghỉ dưỡng, quốc phòng v.v

Những nhiệm vụ môn học đo đạc thuỷ văn bao gồm:

Xử lý phương pháp dụng cụ đo để xác định tính tốn định lượng yếu tố chếđộ nước

Đo đạc cách có hệ thống yếu tố chế độ thuỷ văn đối tượng nghiên cứu nhằm xử lý đặc trưng nhiều năm dòng chảy như: mực nước, lưu lượng nước phù sa, thành phần hoá học, nhiệt độ, độ mặn nước v.v

Nghiên cứu chếđộ nước cần thiết cho việc quy hoạch tính tốn thiết kế, thi cơng vận hành cơng trình thuỷ nhưđưa kết luận khoa học tài nguyên nước

2 Đo đạc thuỷ văn nước mặt: sơng ngịi, ao hồ biển Đo đạc thuỷ văn nước ngầm

Trong giáo trình đề cập chủ yếu đối tượng nước lục địa (sơng ngịi, ao hồ, kho nước ) ởđây công tác đo đạc cụ thể là:

Xây dựng , trang bị trạm tiêu đo đạc thuỷ văn

Đo sâu để nghiên cứu độ sâu địa hình đáy sơng hay thuỷ vực Quan trắc dao động mực nước

Quan trắc độ dốc mực nước Quan trắc nhiệt độ nước

Đo vận tốc hướng dòng chảy Đo lưu lượng nước phù sa

Xác định thành phần giới phù sa trầm tích đáy

Quan trắc màu sắc, độ suốt, mật độ thành phần hố học nước Ngồi yếu tố cịn có quan trắc khác như: quan trắc xói lở lịng sơng, chế độ sóng nghiên cứu chế tạo máy đo nhằm nâng cao độ xác tài liệu đo đạc thuỷ văn

Nhiệm vụ việc tính tốn tài ngun nước quốc gia xác định số lượng chất lượng , thành lập ngân hàng liệu sử dụng nước cho nhu cầu dân cư kinh tế quốc dân để:

1 Lập kế hoạch sử dụng tài nguyên nước trước mắt lâu dài, tiến hành biện pháp điều phối nước phát triển phân bố lực lượng sản xuất toàn lãnh thổ

3 Tính tốn thiết kếđối với xí nghiệp, cơng trình thuỷ lợi, giao thông thuỷ công nghiệp cơng trình khác có liên quan tới sử dụng nước

4 Dự báo thay đổi điều kiện thuỷ văn, lưu lượng nước chất lượng nước Soạn thảo biện pháp tăng cường hiệu công tác hệ thống thuỷ lợi Điều khiển tác nghiệp hệ thống thuỷ lợi

7 Tiêu chuẩn hố nhu cầu địi hỏi nước tiêu chất lượng nước Soạn thảo biện pháp đề phòng chống tác hại nước

9 Thực kiểm tra quốc gia việc tiến hành biện pháp sử dụng điều hoà nước giữ nước

10 Điều tiết nước nơi sử dụng nước

ở nước ta công tác đo đạc thuỷ văn vận dụng kiến thức thuỷ văn có từ lâu đời Từ thuở Lê Chân khai khẩn đất hoang đến thời Ngô Quyền, Trần Hưng Đạo với chiến thắng sông Bạch Đằng chứng tỏ việc áp dụng kiến thức nước vào nông nghiệp quốc phịng cha ơng ta ngày trước Song năm 1945, việc sáng lập Nha khí tượng đưa ngành thuỷ văn lên bước phát triển rộng rãi, quan trắc thuỷ văn coi công tác thiếu cấu kinh tế quốc dân

Việc thành lập Tổng cục Khí tượng - Thuỷ văn (TCKTTV) lại thúc đẩy phát triển khoa học thủy văn cách toàn diện hệ thống Ngày tất ngành khoa học điều tra đề cập tới tài nguyên nước, lại tạo cho vị trí quan trọng

Từ việc quan trắc tới vài yếu tố đến có hàng chục yếu tố quan trắc đài trạm Hệ thống đài trạm ngày mở rộng kể số lượng lẫn chất lượng

CHƯƠNG TRẠM ĐO ĐẠC THUỶ VĂN VÀ HỆ THỐNGPHỤC VỤĐO

ĐẠC

Để phục vụ nghiên cứu chế độ thuỷ văn người ta thường tiến hành quan trắc qua mạng lưới đài trạm, tiêu thường xuyên, tạm thời nhờ công tác khảo sát thực địa

1.1 PHÂN LOẠI TRẠM THUỶ VĂN

Mạng lưới đài trạm quốc gia phân làm loại dựa vào đối tượng phục vụ sau:

Trạm cơ bản: Thu thập số liệu phục vụ cho công tác điều tra nguồn nước Vị trí đặt trạm mang tính chất đại biểu có tính khống chế cao cho nhiều khu vực thay đổi yếu tố thuỷ văn, thời gian hoạt động dài, có quản lý quan thống Ví dụ, trạm thuỷ văn Hồ Bình trạm khống chế cho lưu vực sơng Đà có tài liệu quan trắc từ năm 1902

Trạm dùng riêng: Thu thập số liệu phục vụ trực tiếp thiết kế, thi công,quản lý cơng trình Chế độ làm việc, thời gian làm việc trạm tuỳ theo nhu cầu chếđộ phục vụ Ngày số trạm ngày xuất nhiều

Trạm thực nghiệm: Trạm dùng để thử nghiệm phương pháp đo đạc mới, để kiểm nghiệm cơng tác phục vụ tính tốn thuỷ văn

Khi định thiết kếđặt trạm cần ý đến vấn đề sau:

a Vị trí địa lý trạm phụ thuộc vào biến đổi yếu tố khí tượng - thuỷ văn điều kiện đồng môi trường địa lý nói chung

c Mức độ xác việc xác định yếu tố khí tượng thuỷ văn so với địi hỏi khoa học, kinh tế quốc phòng

d Kế hoạch xây dựng biện pháp thuỷ lợi quy hoạch quốc gia e Hạch tốn kinh tế

Trong cơng tác quy hoạch xây dựng đài trạm nói chung phải đáp ứng yêu cầu số trạm thu số liệu đầy đủ tin cậy chếđộ nước sơng phụ lưu

1.2 PHÂN CẤP TRẠM THUỶ VĂN

Cấp trạm thuỷ văn phụ thuộc vào khối lượng công việc quan trắc thực trạm Người ta chia trạm thuỷ văn làm cấp

Trạm thuỷ văn cấp I được quy định đo nhiều yếu tố thuỷ văn mực nước, lưu lượng nước bùn cát, chếđộ quy định cụ thể tuỳ thuộc vào thay đổi yếu tố thuỷ văn theo thời gian

Trạm thuỷ văn cấp II chủ yếu đo mực nước, yếu tố khác lưu lượng, bùn cát quan số thời đoạn năm

Trạm thuỷ văn cấp III chủ yếu đo mực nước ngồi cịn đo yếu tố khác như: nhiệt độ nước, nhiệt độ khơng khí, lượng mưa.v.v

Ngoài trạm kiểu đặt sơng, cịn số trạm đặc thù để nghiên cứu dòng chảy khu vực nhỏ, vùng đất nông nghiệp, vùng sông, ao hồ, đầm lấy.v.v

1.3 KHẢO SÁT CHỌN VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM

1.3.1 Chọn đoạn sông chỗ đặt trạm

Ở vùng đồng bằng, nơi đặt trạm có đoạn sơng phải thẳng có tính khống chế cao, khơng có bãi bồi, có địa hình tương đối phẳng, khơng có vũng nhánh, cỏ ven bờ, sơng chảy lịng, khơng có cù lao đảo làm xốy dịng chảy, khơng có nước vật, địa chất ổn định; nơi đặt trạm phải cách xa cơng trình thuỷ

Ở vùng núi, ngồi tiêu chuẩn đồng nên tránh chỗ thác ghềnh mà chọn nơi có dịng chảy tương đối êm ả để đặt trạm Cần ý đoạn sông uốn khúc không nên đặt trạm gây khó khăn cho cơng tác đo đạc sau

Khi đặt trạm thiết phải nghiên cứu dao động mực nước để tránh phải dời trạm đo nước lũ dâng cao làm ngập trạm Mặt khác phải ý đến địa hình tồn lưu vực, khu vực ảnh hưởng đến truyền tín hiệu thơng tin từ đài trung tâm đến trạm quan trắc

1.3.2 Các công việc cần tiến hành

1 Xem xét đoạn sông: Điều tra dân cư ven vùng định đặt trạm để có kiến thức yếu tố chếđộ thuỷ văn lũ, kiệt chỗđặt trạm

Xác định dao động mực nước, tính chất dịng chảy, trạng thái bãi bồi bờ, cơng trình cơng cộng

2 Làm rõ đoạn nước dâng: Đoạn nước dâng thường làm giảm độ xác đo đạc thuỷ văn gây phức tạp chỉnh lý số liệu Các nguyên nhân gây nước dâng bao gồm: đập nhân tạo để điều chỉnh dịng chảy nằm phía đoạn khảo sát, phụ lưu đổ vào phía dứới tuyến đo; sụt lởđáy sơng hai bờ phía tuyến đo chọn Từđó chỗ dặt trạm phải thoả mãn:

+ Địa hình đoạn sơng phải tương đối phẳng, có chiều dài cho việc xác định chiều dài dòng chảy nằm phạm vi sai số cho phép Nếu gọi D% sai số cho phép chiều dài dòn chảy, L - chiều dài dịng sơng đặt trạm; B- chiều rộng trung bình đoạn sơng với D% = ( 2- 5) % có L = (3 - 5) B

I z h a

L

d

+

= (1.1)

với Ld - Chiều dài đoạn nước dâng

ho - Chiều sâu bình qn dịng chảy chưa có nước dâng z - Chiều cao nước dâng lớn

I - Độ dốc bề mặt nước chưa có nước dâng a - Hệ số phụ thuộc vào tỷ sốZ/ho - theo bảng sau:

z/h0 5,0 2,0 1,0 0,5 0,3 0,2 0,1 0,05

a 0,96 0,91 0,81 0,76 0,67 0,58 0,41 0,24

+ Trạm đo không chịu ảnh hưởng thác ghềnh ảnh hưởng hoạt động người làm thay đổi quy luật tự nhiên dòng chảy

+ Hai bờ sông cao, khống chế mực nước cao nhất, có điều kiện địa chất đảm bảo việc xây dựng cơng trình đo đạc

+ Hình dạng mặt cắt ngang chiều rộng mặt nước đoạn sông không thay đổi đột ngột, tốt có mặt cắt dạng Parabol chữV.

+ Mực nước phải thay đổi đặn, phản ánh quy luật thay đổi mực nước sông

+ Tại tuyến đo mặt nước khơng có độ dốc ngang

Ngoài cần ý đến điều kiện sinh hoạt lại nhân viên đo đạc 1.3.3 Các bước khảo sát

+ Khảo sát sơ bộ: Chọn đoạn sông đồ có tỷ lệ lớn

+ Khảo sát thực địa đoạn sông từ 5 - 10 km thu thập tài liệu sau: tình hình địa hình, địa chất bờ lịng sơng, điều kiện dòng chảy thác ghềnh, phân lưu nhập lưu, cơng trình thuỷ; số liệu khí tượng thuỷ văn khu vực; điều kiện kinh tế dân sinh

1.4 KHẢO SÁT VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM

1.4.1 Khảo sát kỹ thuật

+ Lập bình đồ đoạn sơng đặt trạm,( dài đoạn sông chọn đặt trạm ) đo địa hình đoạn sơng bị ngập ( đo sâu ) phần không ngập nước

+ Vẽ số mặt cắt ngang, mặt cắt dọc để chọn tuyến đo

Đo đạc điều tra yếu tố thuỷ văn mực nước lớn nhất, nhỏ nhất, phân bố lưu tốc mặt cắt, hướng dịng chảy trung bình v.v

1.4.2 Chọn tuyến đo

Trạm cấp I bao gồm tuyến đo lưu lượng, đo mực nước đo bùn cát , đo độ dốc mặt nước, đo phao đo độ mặn( với đoạn sơng có ảnh hưởng triều )

a Đo lưu lượng: Cách xác định lưu lượng phổ biến phương pháp "lưu tốc - diện tích" Theo phương pháp tuyến đo cần xác định thành phần lưu tốc nước, diện tích mặt cắt (đo sâu đo khoảng cách thuỷ trực đo sâu) Tuyến đo lưu lượng mặt cắt phải đảm bảo:

Mặt cắt vng góc với hướng chảy bình quân

Hình dạng mặt cắt tốt có dạng parabol (lịng chảo) khơng có bãi tràn nước tù đọng

Sự phân bố lưu tốc mặt cắt tuân theo quy luật chung, đảm bảo đo đạc thuận tiện theo mùa

Diễn biến lịng sơng khơng phức tạp, ổn định tốt

b Đo độ dốc mặt nước: Độ dốc mặt nước tự độ hạ thấp bình quân mặt nước đơn vị chiều dài dịng chảy,

Độ dốc tính theo công thức sau:

j j

2

L H LL

H H

với J - độ dốc tính phần vạn; H1 - mực nước tuyến đo dốc H2 -

mực nước tuyến đo dốc LJ - chiều dài dòng chảy hai tuyến

Đểđảm bảo sai số tài liệu cần ý đảm bảo yêu cầu sau: - Tuyến I1 I2 phải cách tuyến đo lưu lượng;

Tại tuyến phải phản ánh qui luật mực nước, đặt trạm đo thuận tiện

I1 P1 P2 I2

Lp

Lj

v

Hình 1.1 Sơđồ tuyến đo phao tuyến đo độ dốc - Khoảng Lj phải tuân theo:

ΔH1 2− = 25 50− cm + Sông miền núi

ΔH1 2− =10 20− cm + Sông đồng

c Tuyến đo phao: Nếu trường hợp không cho phép đo lưu tốc máy phải đo phao, thường sử dụng tuyễn đo miền núi nước chảy xiết thuyền người không đo trực tiếp sông

Khi ta cần chọn tuyến thả phao đo phao thượng lưu hạ lưu tuyến đo lưu lượng P1 P2 với khoảng cách Lp=(50-80)Vmax

d Trạm đo mực nước cấp III:

Trạm đo loại phải thoả mãn yêu cầu sau: - Sông thẳng L=(3-5)B

- Khơng có nước tù

- Khơng có ghềnh, thác cơng trình ảnh hưởng đến mực nước Tuyến đo đặt vng góc với hướng chảy bình quân

e Trạm đo mặn thường kết hợp đoạn sơng có ảnh triều với tuyến đo khác yếu tố khí tượng thuỷ văn

1.5 CHUYỂN TRẠM

Chuyển trạm trường hợp bất đắc dĩ làm phá tính liên tục thời đoạn chuỗi số liệu điểm đo lý Khi chuyển trạm cần gắng thoả mãn yêu cầu sau:

Chố đặt trạm gần chỗ cũ tốt để bảo đảm tính liên tục quan trắc

Nếu trạm đặt có chếđộ mực nước khác khơng cần liên quan tới trạm cũ Nếu chếđộ mực nước dựng đồ thị quan hệ mực nước hai trạm cũ để kéo dài - năm Về sau tài liệu cần xử lý để đẩm bảo tính đồng chuỗi số liệu

1.6 QUY HOẠCH QUAN TRẮC CHUỖI ĐO ĐẠC THUỶ VĂN

Hệ thống quan trắc đo đạc thuỷ văn bao gồm trạm bản, trạm dùng riêng cấp I, II, III

Đảm bảo tính thuận tiện truyền thơng tin khí tượng thuỷ văn từ đài trung tâm trạm đo đạc thuỷ văn để đảm bảo đạo thống dễ dàng truyền thông tin tự ghi, tự báo phát báo

Đảm bảo tính tối ưu kinh tế: Số trạm khơng nhiều đảm bảo tính khống chế cao thu thập thơng tin

Đảm bảo tính liên thơng thơng tin khí tượng thuỷ văn thơng tin phịng chống bão, lũ khai thác nguồn nước

Hệ thống quan trắc thuỷ văn Việt Nam: Hiện hệ thống sông ngịi gồm 2630 sơng lớn nhỏ Việt Nam hình thành hệ thống quan trăc thuỷ văn tốt Trên tồn lãnh thổ nước ta có 232 trạm thuỷ văn chia thành đài khu vực có trạm khí tượng Chín đài khu vực là:

1 Đài Đơng Bắc có 26 trạm thuỷ văn Đài Tây Bắc có 12 trạm thuỷ văn Đài Việt Bắc có 31 trạm thuỷ văn Đài Bắc Trung Bộ có 34 trạm thuỷ văn Đài Trung Trung Bộ có 28 trạm thuỷ văn Đài Nam Trung Bộ có 12 trạm thuỷ văn Đài Tây Nguyên có 15 trạm thuỷ văn Đài đồng Bắc Bộ có 27 trạm thuỷ văn Đài đồng Nam Bộ có 49 trạm thuỷ văn

CHƯƠNG ĐO MỰC NƯỚC

2.1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CHẾĐỘ MỰC NƯỚC

Định nghĩa: Mực nước (thường ký hiệu H, đo cm, m) độ cao mặt thống dịng nước so với mặt chuẩn qui ước Có hai loại mực nước: tuyệt đối tương đối Mực nước tuyệt đối cao trình mặt thống nước so với cao trình "0 chuẩn quốc gia" - mực nước triều bình quân nhiều năm Hòn Dấu vịnh Bắc Bộ Mực nước tương đối cao trình mực nước so với "0 giảđịnh" tuỳ theo trạm đo

Lượng nước chảy sơng ngịi nằm sơng ngịi, ao hồ, đầm lầy, đất đai lục địa thay đổi không ngừng Do lượng nước thay đổi nên mực nước bề mặt thuỷ vực thay đổi liên tục Tính chất dao động xác định ảnh hưởng hàng loạt nhân tố gây nên dao động theo ngày, mùa, năm nhiều năm

Dao động mực nước nhiều năm liên quan tới dao động điều hoà khí hậu thay đổi chế độ hồn lưu khí Các thời kỳ lạnh nóng gây giảm tăng lượng mưa, độ ẩm bốc dẫn tới tăng giảm dòng chảy tương ứng với điều mực nước dâng lên hạ xuống ao hồ, sơng ngịi

Dao động nhiều năm mực nước nguyên nhân địa chất (sự nâng hạđáy thuỷ vực hoạt động kiến tạo) hoạt động xói mịn tích tụ ao hồ (thí dụ nhưở thượng nguồn sơng miền núi q trình bào mịn sâu đáy sông liên tục dẫn tới xu hướng hạổn định mực nước trung bình nhiều năm) gây Những thay đổi mực nước nói khơng liên quan đến thay đổi lượng nước

Qui mô tổn thất thấm đất đai phụ thuộc vào thành phần giới đất với cấu trúc địa chất địa mạo lưu vực, kết hợp với điều kiện khí tượng, đặc biệt vào mùa thu, xuân

Còn dao động mực nước theo mùa sơng ngịi, ao hồ đầm lầy xác định chủ yếu vị trí địa lý lưu vực : nguồn nước, đầm lầy biển Chúng có có ý nghĩa kinh tế khoa học to lớn Việc xây dựng cầu cống, đập trạm thuỷ điện, cơng trình ven bờ hệ thống kênh đào thuỷ nông, đường sá vùng dân cư phải ý đến việc tính tốn chếđộ nước dao động mực nước khu vực thi cơng

Ví dụ: Xây cầu nước dâng làm cản trở tàu thuyền, bị ngập; kênh đào thiếu nước vào mùa kiệt; cơng trình ven bờ bị phá huỷ lũ; giao thông thuỷ bị tắc nghẽn

Nghiên cứu mực nước giúp cho việc điều khiển vận hành hợp lý sử dụng nước cho lĩnh vực kinh tế quốc dân khác thuỷđiện, giao thông

Trong đo đạc thuỷ văn mực nước đặc trưng quan trọng để tính tốn dịng chảy sở quan hệ thực nghiệm Q=f(H) để xác định lưu lượng Việc đo mực nước H dễ rẻ tiền lưu lượng Q nhiều, nên qua việc đo H ta xây dựng tranh tương đối cụ thể dao động lưu lượng nước Q trong năm

2.2 CÁC NGUN TẮC XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH ĐO MỰC NƯỚC

Quan trắc mực nước trạm cần tổ chức cho tài liệu quan trắc đảm bảo được:

Theo trạm có so sánh cho toàn thời kỳ hoạt động trạm

Cho phép so sánh kết quan trắc thu trạm phân bố đối tượng nghiên cứu Các yêu cầu thoả mãn tất trạm trì hệ thống quan trắc thống

a Các cơng trình đo mực nước bao gồm hệ thống cọc đo, thuỷ chí, thước đo máy tự ghi Việc mô tả chi tiết dụng cụ cách sử dụng chúng trình bày phần sau

b Ký hiệu độ cao không đổi Mực nước đo dụng cụ đo phải quy mặt chuẩn quy chiếu trạm có cao độ, sốđối với thời gian trạm tồn

Cao độ mặt quy chiếu trạm chọn xây dựng trạm cho mặt quy chiếu nằm sâu mặt nước thấp tuyến đo 0,5 m Như việc lấy số đo mực nước luôn dương Trên sông không ổn định chọn độ cao mặt chuẩn cần tính đến xói lởđáy sơng thấp Khi có hàng loạt trạm đoạn sơng ngắn (5km), dốc chọn chung cho tuyến trạm cao độ mặt chuẩn quy chiếu chung Một cao độ quy chiếu chung thường định cho tất trạm đo mực nước hồ, kho nước.v.v

Trên kho nước cao độ mặt chuẩn quy chiếu cho thấp mực nước thiết kế 0,5-1,0 m phần đập chứa nước

Trong số trường hợp có khả bắt buộc thay đổi cao độ mặt chuẩn quy chiếu Sự thay đổi độ cao mặt chuẩn quy chiếu tiến hành trường hợp sau đây:

1 Khi phải di chuyển trạm đến khoảng cách xa so với trạm cũ

2 Do chọn mặt quy chiếu không chuẩn(cao mực thấp nhất, dẫn đến mực nước có giá trị âm đo)

3 Do chế độ mực nước thay đổi đột ngột mà định mặt chuẩn qui chiếu không lường trước (xây dựng đập, kho nước v.v sau đặt trạm)

4 Ngồi cịn thay đổi mặt chuẩn quy chiếu quan trắc địa nhà nước yêu cầu

Vị trí cao độ mặt chuẩn quy chiếu xác định khoảng cách h0 theo

phương thẳng đứng từ cọc chuẩn trạm đo

∇

Mặt nước Mặt nước thấp nhất

Từđộ cao tuyệt đối cọc chuẩn ta tính cao độ tuyệt đối mặt chuẩn quy chiếu cọc đo Ngoài mặt quy chiếu trạm cịn có "0" quan trắc Khái niệm "0" quan trắc hiểu mặt chuẩn người ta dùng để đọc sốđo đo đạc vào thời điểm quan trắc Khác với mặt chuẩn quy chiếu,"0" quan trắc thay đổi theo mức độ dao động mực nước số lượng cọc đo thuỷ chí, giả có di chuyển thay đổi cọc Số gia "0" quan trắc thuỷ chí, cọc đo so với mặt chuẩn quy chiếu gọi hiệu cao độ chúng có tên số hiệu chỉnh cọc thuỷ chí Như việc quan trắc trạm đo mực nước bắt đầu mà:

1 Chọn cao độ mặt chuẩn quy chiếu

2 Trắc địa từ cọc chuẩn trạm để xác định điểm thuỷ chí, cọc đo với mặt chuẩn quy chiếu

3 Tính số hiệu chỉnh tồn thuỷ chí, cọc đo với mặt chuẩn quy chiếu

Việc quan trắc mực nước tiến hành sau:

1) Người quan trắc viết số thứ tự thuỷ chí ( cọc đo) sốđọc tiến hành đo ( đơn vị đo qui chuyển thành cm).

2 Tính độ cao(cm) mực nước quan trắc so với mặt chuẩn quy chiếu trạm tổng sốđo thuỷ chí(cọc) số hiệu chỉnh chúng Nếu cần quy cao độ tuyệt đối thêm vào cao độ tuyệt đối mặt chuẩn quy chiếu trạm

2.3 CÁC CƠNG TRÌNH ĐO MỰC NƯỚC

2.3.1 Cọc đo

cọc thường dùng trạm bờ sơng có lịng sơng thoai thoải( đồng bằng), nhiều thuyền bè qua lại dùng sông miền núi có nhiều vật trơi dịng sơng vào mùa lũ

vào vùng đất cứng 50 cm nhô lên khỏi mặt đất từ 10-20 cm Nếu cọc gỗ bê tơng đầu phải bịt sắt z= 10-15 cm nhô lên khỏi mặt cọc 10 mm để dẫn cao độ Số lượng cọc tuyến đo tuỳ thuộc vào địa hình bờ sơng biên độ dao động mực nước mà quy định Khi xây dựng hệ thống cọc đo cần đảm bảo yêu cầu sau đây:

Chênh lệch cao độ hai cọc kề thường từ 20-40cm, không vượt 80 cm

Đầu cọc phải cao mặt nước lớn từ 25-50cm, độ cao đầu cọc cuối phải thấp mực nước thấp từ25-50cm

Đánh số thứ tự cọc từ cao đến thấp

Tại trạm có điều kiện địa chất kinh tế nên xây bậc thang bê tơng có gắn cọc để tăng tuổi thọ cơng trình Sau đóng cọc xong thiết phải trắc địa tồn cọc cho, tính tốn hiệu chỉnh so với mặt chuẩn quy chiếu cho cọc vừa đưa vào sử dụng Cùng với cọc để đo mực nước người ta sử dụng thêm thuỷ chí rời cầm tay tiêu chuẩn dài 100 cm có chia cm ( thường làm ống kim loại nhẹ )

2.3.2 Thuỷ chí

Thuỷ chí dùng nơi lịng sơng dốc, thuyền bè qua lại Mỗi trạm đo thường dùng từ 2-3 thuỷ chí Trạm đo mực nước thuỷ chí tương đối thuận lợi rẻ tiền Thuỷ chí đặt tốt kênh có dao động mực nước năm từ2 - cm

Thuỷ chí làm bằng gỗ, sắt tráng men sắt sơn

Thuỷ chí gỗ thường khơng bền vững, sơn vạch gỗ dễ bị nước làm bong dùng không tiện lợi Thơng thường thuỷ chí gỗ có kích thuốc sau: dài 1,5- m, rộng 8-15 cm, dày 2-5 cm. Trên bề mặt có khắc độ dài cách 1-2cm hoặc 5cm ( giống mia trắc đạc)

Ở nơi có cầu cống, thuỷ chí gắn vào vĩnh viễn Nếu cầu nên đặt thuỷ chí phía đón dịng chảy, nên đặt thuỷ chí cho chiều dẹt cắt dịng chảy để tránh gây nước dâng

* Ở nơi khơng có cầu cống, thuỷ chí gắn vào cọc, để bảo vệ thuỷ chí người ta thường xây dựng hệ thống bảo vệ

* Ở đập nước thường gắn hai thuỷ chí đo mực nước tuyến đo mực nước tuyến đập nước

Điểm thuỷ chí tuyến đo phải xác định so với mặt chuẩn quy chiếu Cao trình điểm thuỷ chí nằm phải thấp cao độ điểm thuỷ chí nằm là 20 cm

Trên trạm thuỷ chí đặt theo chiều thẳng đứng số nơi thuận tiện có thểđặt thuỷ chí nghiêng góc Thuỷ chí đặt nghiêng có lợi chỗ bảo vệ tốt Thuỷ chí phân chia nấc 2/sina với a là góc nghiêng thuỷ chí so với mặt nằm ngang Như nấc chia tương ứng với 2 cm thuỷ chí đặt thẳng đứng

Trong thực tế có trạm người ta đặt cọc xen kẽ với thuỷ chí đểđo đạc Có thểđo mực nước cao nhất, thấp thuỷ chí chuyên dụng

Quan trắc mực nước trạm đo cứ1 2 lần ngày không cho phép xác định mực nước

lớn bé ngày Mà giá trị đặc trưng mực nước đặc biệt quan trọng để xác định giới hạn dao động mực nước Vị trí giới hạn mực nước thời kì quan trắc đọc theo thuỷ chí cực đại cực tiểu chuyên dùng

Hình 2.2 Các loại thuỷ chí

2.3.3 Thuỷ chí cực đại ống sắt tuyến cọc

kính 1cm đậy lấy lỗ Trên thước có chia khoảng cách 1cm; thả vào bột phấn Ranh giới phấn bám vào thước cho ta mực nước cực đại hai thời điểm đo 2.3.4 Thuỷ chí kim loại có ốc xoắn đáy

Cấu tạo nguyên tắc song khơng khoan đáy, khoan sâu vào đất 0.7m Khi dùng thuỷ chí cần đo "0" quan trắc trước đo đạc

2.3.5 Thuỷ chí Pronlov

Dùng để đo mực nước nhỏ Trên thuỷ chí treo phao hạ xuống mực nước song nước lên bị cưa giữ lại giữ lại mực nước bé khoảng hai kì quan trắc Nếu cấu tạo dạng ngược lại thuỷ chí prolov dùng đểđo mực nước cực đại

Ngồi ra, người ta cịn dùng trạm định vị Y.52 để xác định mực nước cao thấp

Cấu tạo trạm định vị gồm:

Một phận phao để truyền dao động cho mực nước

Một phận đo bảng số có mũi tên mực nước tức thời, cao nhất, thấp

Tất cảđược đặt hệ thống bảo vệ 2.3.6 Máy tự ghi mực nước

a Máy tự ghi mực nước theo nguyên tắc " nước nổi, thuyền nổi"

Máy tự ghi mực nước có nhiều loại khác Căn theo phương trục trống quấn giấy phân thành hai loại chính:

Ngày trạm nước ta nước xã hội chủ nghĩa trước thông dụng vận hành máy tự ghi mực nước Liên Xơ điển hình máy tự ghi mực nước Vanđai

Cấu tạo máy tự ghi mực nước Vanđai gồm phận sau:

1) Trống quấn giấy tự ghi: trục trống gắn liền với đĩa quay Giấy tự ghi loại giấy kẻ li có tỷ lệ phụ thuộc vào cấu tạo máy

2) Kim tự ghi: Kim tự ghi cấu tạo tương tự ngòi bút có phễu chứa mực Kim trượt trục đặt song

song với trống quấn giấy chuyển động theo diều khiển đồng hồ

Hình 2.3 Máy tự ghi mực nước "Valdai"

3) Phao: có dạng hình trụ rỗng làm tơn, đồng thời có tác dụng truyền dao động mực nước tới đĩa quay qua hệ thống dây ròng rọc

4) Các đĩa quay: Gắn vào trục Các trục gắn với trống quấn giấy Nhờ đĩa quay mà dao động phao truyền đến trống quấn giấy Mỗi máy có 1-2 đĩa quay với đường kính khác để nhận biểu đồ mực nước với tỉ lệ khác nhau

5) Đồng hồ: dùng thời gian có liên hệ tới chuyển động kim tự ghi Cứ 24 phải lên dây cót lần

6) Thân máy hộp máyđể gắn phận

7) Đối trọng phao đối trọng đồng hồ; hệ thống giấy

ngược lại Các đĩa gắn vào chốt cho tỷ lệ 1:1 1:2 cịn chốt cho tỷ lệ 1:5 1:10

Ưu máy tự ghi phản ánh trình thay đổi liên tục mực nước, giảm nhẹ sức lao động, song cơng trình trạm bảo dưỡng tốn

Cơng trình đặt máy tự ghi : Có hai loại cơng trình dùng phổ biến là: Giếng tự ghi kiểu đảo: Xây dựng lịng sơng tuyến đo đạc Giếng hình trụ (bê tơng sàn gỗ) Sàn đặt máy có mái che có cơng tắc nối với bờ từ sàn Lỗ thông nước giếng sơng nằm thấp vị trí mực nước lịch sử thấp Ưu điểm: Dễ thi công, vốn thi công Nhược điểm: Dễ bị ảnh hưởng sóng gió, nên tài liệu xác, đáy giếng hay bị bùn cát lấp phải tốn công nạo vét

Giếng kiểu bờ: Có phận chính: giếng, ống dẫn, sàn máy Ưu điểm: Khắc phục nhược điểm giếng kiểu đảo, song khó thi cơng giá thành cao

b Máy tự ghi mực nước theo nguyên tắc mực nước thay đổi làm áp suất nước lên senser thay đổi

Loại máy nước phương Tây thường trang bị cho trạm đo tự động.Ở nước ta, GS TS Nguyễn An, Khoa Vật lý, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nộiđã nghiên cứu sản xuất loại thiết bị trang bị cho trạm Hà Nội Các thiết bịđo sau:

7

66

444

1

Hình 2.4 Thiết bịđo mực nước tự ghi kiểu senser

1 Bộ phận cảm ứng senser Dây cáp

3 Máy radio thu phát Pin mặt trời

Ưu điểm thiết bị đại vừa làm nhiệm vụ tự ghi phát tín hiệu nhờ phận tổng hợp khác radio thu phát, ăng ten truyền tin Năng lượng cung cấp cho máy hoạt động pin mặt trời

2.4 CHẾĐỘĐO MỰC NƯỚC

t H

Δ Δ

Căn vào dao động mực nước, cường suất mực nước ( ) yêu cầu phục vụ mà qui định chếđộ đo mực nước cho phù hợp Thường có chếđộ đo sau:

Đo hai lần ngày đêm: chếđộđo áp dụng cho tất trạm điều kiện vào lúc 7h 9h

Vào mùa lũ, cường độ dao động mực nước biến đổi nhanh, người ta tiến hành quan trắc bổ sung Số lần quan trắc tuỳ theo tính chất lên xuống mực nước sơng mà quy định thời điểm quan trắc cách từ 2, 4, tức đo 4, 8, 12 lần ngày

Đo lần: 1, 7, 13, 19h đo lần ngày vào 1, 4, 7, 10, 13, 16, 19, 22 Đo 12 lần 1, 3, 21, 23 ngày

Nếu mực nước lên với nhịp độ nhanh trì chếđộđo 24 lần cách 1, 2, 23, 24h Ngoài số trạm quy định đo xác định chân lũ, đỉnh lũ, chân triều, đỉnh triều cách 15', 30' ngắn (thường trạm khơng có máy tự ghi )

Khi đo mực nước đài trạm quốc gia cần ý đo yếu tố sau: Độ cao mực nước

Nhiệt độ nước Gió, sóng, mưa

Ghi trạng thái cỏ bờ lịng sơng, mức độ tàu bè sông

2.5 CÁCH ĐO MỰC NƯỚC

xuôi cọc gần bờ để tránh tượng dâng nước dẫn đến sai số Gọi a sốđo từ cọc ta có mực nước:

H = a + H0 (2.1)

Với H0 - Độ cao đầu cọc

Nếu đo thuỷ chí : H = H'0 + a

Để nâng cao độ tin cậy, cần đọc lần lấy mực nước bình quân Cần chọn cọc cho 5 cm < a < 60 - 70 cm

Số liệu đo đạc cần phải ghi vào sổ quan trắc bút chì Sổ ghi mực nước có mục sau:

Tháng Ngày Gi

ờ Số hi

ệ u c ọ c đ o,thu ỷ chí Cao độ S ố đọ c M ự c n ướ c m ặ t qu i chi ế u M ự c n ướ c bình quân

ngày Quan tr

ắ

c p

h

ụ

1

+ Độ xác mực nước đọc tới cm

+ Độ xác đo nhiệt độ tới 0,1 0C, nhiệt kế ngâm nước phút

+ Không có gió ghi 0, thổi ngược dịng ↑, xi dịng→ , thổi mạnh từ trái sang phải →→ ; nhẹ phải sang trái ←

+ Gió lặng ghi số 0; cấp - gió yếu; cấp - gió vừa, gió mạnh; cấp 3- sóng + Mưa lấy sốđo quan trắc điểm đo mưa

2.6 TÍNH TỐN ĐẶC TRƯNG CỦA MỰC NƯỚC

2.6.1 Tính mực nước bình qn ngày

Phương pháp số học: Dùng lần đo ngày cách Khi thiếu đợt quan trắc cần bổ sung phương pháp nội, ngoại suy để tính tốn

= ∑= H n i i n (2.2) Hngày

Hi - mực nước thực đo lần i, n - Số lần đo ngày

Phương pháp hình học: Sử dụng đo mực nước không cách thời gian 2.6.2 Tính mực nước bình qn tháng

n H H n i th ∑ = = (2.3)

Nếu tháng có ngày khơng có Hng khơng tính Hth; n - số ngày

đo tháng

2.6.3 Tính tốn mực nước bình quân năm

N H 12 H H N i ng 12 i th nam ∑ ∑ = = =

= (2.4)

Với N số ngày năm 2.6.4 Tính Hmax , Hmin thời đoạn

Mực nước cao nhất, thấp thời đoạn (tức thời ngày, tháng, mùa, trận lũ) nói chung xét chọn từ thực đo Trường hợp đặc biệt mực nước thay đổi nhanh mà số lần đo khơng phản ánh đầy dủ trình thay đổi mực nước theo thời gian dùng phương pháp tương quan nội, ngoại suy để tính bổ sung mực nước cao thấp

2.6.5 Tính chênh lệch mực nước

triều Nếu tính chênh lệch đỉnh triều chân triều sau gọi chênh lêch triều xuống Ngoài người ta cịn tính thời gian triều lên thời gian triều xuống

ΔHL - chênh lệch triều lên ΔHx - chênh lệch triều xuống

TL - thời gian triều lên Tx - Thời gian triều xuống

2.7 HIỆU CHỈNH MỰC NƯỚC

Bao gồm:

- Kiểm tra sốđọc, cách ghi chép

- Kiểm tra số hiệu cọc, thuỷ chí cao độ chúng - Vẽ quan hệH = f(t)

- Kiểm tra tính số liệu đặc trưng - Kiểm tra ghi chép yếu tố phụ - Hiệu chỉnh số liệu máy tự ghi sai 2.7.1 Hiệu chỉnh mực nước

Khi đo mực nước với máy tự ghi có sai lệch cần phải hiệu chỉnh trị số mực nước ghi sai máy

Công thức hiệu chỉnh sau:

1

1

2 t

0

t t

t t ) ' H H ( H H H

− − −

= + Δ

= (2.5)

H0 - Mực nước sau hiệu chỉnh

t - Thời điểm xuất Ht

H2 - Mực nước đọc thời điểm t2 t1 - Thời điểm kiểm tra lần 1 t1 < t < t2

2.7.2 Hiệu chỉnh thời điểm Công thức:

1

1

2

t t

t t ) 't t ( t t t t

− − −

+ = Δ =

− (2.6)

t0 - Thời điểm xuất mực nước sau hiệu chỉnh t - Thời điểm xuất mực nước máy ghi sai

Δt - Trị số hiệu chỉnh ( dương âm ) t1 - Thời gian so đồng hồ lần ( )

t2 - Thời gian so đồng hồ lần ( ) t'2 - Thời điểm đồng hồ tự ghi ứng với t2

2.7.3 Các loại bảng thống kê

1 Bảng thống kê mực nước bình qn ngày Trạm

Sơng tháng năm

Mực nước, 24 Tổng số Mực nước bình

quân (cm) Ngày

1

2 Bảng thống kê mực nước bình qn tháng Trạm

Sơng tháng năm

Mực nước, tháng I II XII

Ngày 31

Tổng cộng Bình quân Thấp Cao Ngày

3 Bảng thống kê mực nước vùng sơng có ảnh hưởng triều Trạm

Tên sông Triều

Đỉnh triều Chân triều Chênh lệch Thời gian

Ngày Cao Thấp Cao Thấp Cao Thấp Cao Thấp

Giờ H Giờ H Giờ H Giờ H Giờ H Giờ H Giờ H Giờ H

Ngày cuối tháng trước

2 31

CHƯƠNG ĐO ĐỘ SÂU

Mục đích cơng tác đo sâu xác định độ sâu tính chất địa hình đáy sông, hồ , hồ chứa Sau công tác đo sâu lên sơ đồ lịng sơng đáy thuỷ vực nghiên cứu Ngoài tài liệu đo sâu cịn phục vụ cho việc tính tốn nhiều đặc trưng thuỷ lực thuỷ văn khác

Nhiệm vụ công tác đo sâu bao gồm:

- Nghiên cứu đối tượng nước theo mục đích địa mạo

- Đo độ sâu phục vụ cho đo đạc thuỷ văn (đo vận tốc, tính lưu lượng nước phù sa v.v )

- Đo độ sâu phục vụ giao thông thuỷ

- Đo độ sâu địa hình đáy phục vụ cho thiết kế cơng trình thuỷ

- Đo độ sâu địa hình đáy để phục vụ cho việc nghiên cứu diễn biến lịng sơng bồi lắng thuỷ vực

Việc đo độ sâu thường tiến hành vào mùa nước cạn để giảm chi phí

Định nghĩa: Độ sâu ký hiệu h đo đơn vị cm, m khoảng cách từ mặt thoáng nước tới đáy sông theo chiều thẳng đứng

Độ sâu thường đo thuỷ trực đo sâu Thuỷ trực đường thẳng tưởng tượng vng góc với mặt thống nước đáy sơng mà người ta tiến hành đo sâu đo vận tốc. Tồn thuỷ trực đo sâu thuỷ trực đo vận tốc

3.1 CÁC DỤNG CỤĐO SÂU

Ngày phổ biến dụng cụđo sâu thước đo sâu, sào đo sâu, tời tải trọng, máy hồi âm Mô tả chi tiết loại dụng cụ sau:

3.1.1 Thước đo sâu

Thước đo sâu làm kim loại gỗ có bịt sắt hai đầu dài từ1,5-2 m trên có khắc chia mực đo cách cm Thước đo sâu dùng trường hợp độ sâu điểm đo không vượt m Đo thước thường xác, dễ sử dụng song bị hạn chế độ sâu điểm đo Thường thước đo dùng đo thuỷ trực gần bờ

3.1.2 Sào đo

Sào đo sâu hình trụđường kính từ6-8 cm làm gỗ có độ dài từ3-4 m Trên sào đo có khắc chia mực khoảng cách cách 5 cm Sào đo sâu dùng tiện lợi đo đạc ao hồ (những nơi có độ sâu khơng biến đổi đột ngột) với độ sâu khống chế 4 m. Đo độ sâu sào đơn giản song ngồi hạn chế vềđộ sâu cịn có hạn chế đo nơi có vận tốc dịng chảy bé v ≤ cm/s , phạm vi cho ta sai số đo sâu tác động lực dòng chảy lên sào làm cho sào không giữđược phương thẳng đứng

3.1.3 Tời cáp tải trọng

Đây dụng cụđo sâu phổ biến Tính ưu việt dụng cụ đo với bất kỳđộ sâu vận tốc dòng chảy

Tời: Hiện có nhiều loại tời, có loại gắn thẳng vào thuyền đo sâu chuyên dụng, có loại rời để di chuyển thuận tiện Nguyên tắc cấu tạo chung loại tời có phận sau: 1.Dây cáp: Làm sắt dây nhựa tổng hợp có độ dài tuỳ ý theo độ sâu

điểm đo vào trục cáp, Ròng rọc: để điều khiển tời thả kéo tải trọng cốđịnh phương thẳng đứng thuỷ trực đo, 3.Hộp số: Để quan sát độ dài dây tời khỏi trục cáp, Giá đỡ: để giữ cân dụng cụ

Tải trọng: Làm bằng sát có khối lượng từ10 - 100 kg dùng gắn vào đầu dây sắt cáp đo với mục đích dây

cáp giữ theo phương thẳng đứng lúc đo độ sâu Tuỳ thuộc vào độ sâu vận tốc dòng chảy mà chọn loại tải trọng cho phù hợp Vì hình dạng tải trọng thường mơ theo

hình dạng cá nên cịn gọi cá sắt.(H.3.1 H.3.2) Hình 3.2 Cá sắt đo sâu

Đo sâu tời tải trọng dụng cụ phổ biến Tuy nhiên thả cá sắt đoạn dây từ ròng rọc (H.3.3) đến mặt nước nghiêng góc nên đọc sốđo hộp số cần phải hiệu chỉnh

+ Trường hợp a < 1m độ sâu h phải hiệu chỉnh theo công thức sau:

h = l - a - Δ2

(3.1) Với l - Chiều dài dây cáp tải ra. a- Khoảng cách từ đầu ròng rọc đến mặt nước Δ

Hình 3.3 Rịng rọc giá đỡ

2- Hệ số hiệu chỉnh độ uốn khúc đoạn dây cáp

+ Nếu a > m cơng thức tính h là:

Δ1 =⎛⎝⎜ −1⎞⎠⎟

cosα a ( 3.2)

Thứ tự hiệu chỉnh gồm:

- Xác định khoảng cách a = AD

- Thả cá sắt chạm mặt nước đáy sóng để xác định l1= BB1C

- Tính Δ1 theo (3.2)

- Xác định l2 - đoạn

dây ngập nước l2 = l1 - Δ1,

sau xác định Δ2.

- Tính độ sâu h thực tế theo công thức h = l2 - Δ2

3.1.4 Máy hồi âm

Máy hồi âm dụng cụ có thểđo độ sâu điểm liên tục tuyến đo Nó đảm bảo độ xác cao, đo đạc nhanh thuận tiện

Hình 3.4 Sơđồ hiệu chỉnh độ sâu đo tời tải trọng

Nguyên lý máy hồi âm:

Dựa vào nguyên lý truyền âm nước kể từ lúc máy phát sóng đến lúc sóng âm gặp đáy sơng phản hồi lại mà tính độ sâu qua qng đường truyền âm Vì sóng âm truyền nước nhanh nên việc xác định thời gian thường gặp khó khăn thu, phát sóng, để khắc phục người ta sử dụng loại đồng hồ chạy nhiều vòng giây để xác định thời gian Muốn cho âm có cường độ mạnh

phải khuyếch đại âm, để giảm tượng khuyếch tán sóng cần phải thu ngắn bước sóng cách tăng tần số phát sóng

Hình 3.5 Máy hồi âm IREL

Sơ đồ cấu tạo: Gồm phận tự ghi, phận phóng đại, phận điện phận phát, thu sóng âm

1 - Bộ phận tự ghi - Bộ phận khuyếch đại - Nguồn điện

4 - Bộ phận thu phát

Khi làm việc máy gắn vào thuyền canô di chuyển với vận tốc tuyến cần đo độ sâu Bộ phận thu, phát sóng âm đặt độ sâu 0,40 - 0,50 m mặt nước

Khi làm việc đường dây thu phát sóng rung động phát sóng âm , sóng âm gặp vật cản (đáy sơng) phản xạ lại truyền tồn rung động đưa tới máy biến thành điện phóng đại - truyền tới bút tự ghi, nhờ bước " bon hoá " với tỷ lệđã có cho ta độ nơng sâu điểm tuyến đo

- Độ sâu tính theo công thức:

h = ⎛⎝⎜ Δt c⎞⎠⎟ − ⎛⎝⎜ L⎞⎠⎟ + d

2

2

(3.3)

Trong đó:

- h - độ sâu điểm

0

- Δt - Thời gian đo sóng âm nước (14 C = 1462 m/s) - L - Khoảng cách phận thu phát sóng

- d - Khoảng cách từ mặt nước tới phận thu - phát sóng âm

Như vậy, phân tự ghi ghi lại hình dạng đáy sông tuyến chuyển động máy hồi âm

canơ ) khó giữđược tốc độ Mặt khác, nhiệt độ nước độ mặn thay đổi vượt q ngồi điều kiện máy tạo nên sai số vềđộ sâu Do đó, nhiệt độ độ mặn khác sai nhiều với điều kiện máy thiết kế cần nghiên cứu hoàn chỉnh kết quảđã đo

Giả sử canơ có gắn máy hồi âm di chuyển tuyến đo với tốc độ cần xác định khoảng cách điểm bắt đầu kết thúc đo;

Ví dụ: Xác định tỷ lệ trục hoành:

Từđiểm n tuyến đo sâu dựng NC vng góc với R1 R3 (NC lấy chiều

rộng sông)

Tại điểm 1 - bắt đầu đo cho ta góc b1

Tại điểm - kết thúc cho ta góc b2

Trên máy kinh vĩ khoảng cách thực từ - là:

B* = NC(tgb2 - tgb1) (3.4)

Khoảng cách đo biểu đồ từ - b cho ta tỷ lệ trục hoành b/B*.

Trong thực tế người ta xác định tỷ lệ cho đoạn đo Theo ví dụ trình bày từ tỷ lệ trục tung điểm vào biểu đồ tự ghi ta xác định độ sâu chúng

3.2 CHẾĐỘĐO SÂU

Việc quy định chế độ đo sâu tuỳ thuộc vào tình hình thay đổi lịng sơng, u cầu phục vụ tài liệu sai số cho phép đo đạc Về mặt lý thuyết đo dày phản ánh xác thay đổi lịng sơng, song khơng tiết kiệm chi phí Do cần cân đối kỹ thuật kinh tế mà quy định chế độ đo sâu cho phù hợp (tức đảm bảo độ xác cho phép với số lần đo đạc nhất)

Việc đo sâu để phục vụ tính lưu lượng nước trạm thuỷ văn yêu cầu số lần đo nhiều hơn, tuỳ thuộc vào hình thức mức độ bồi xói mặt cắt tuyến đo

ở trạm thuỷ văn thường quy định đo sâu vào trước sau lũ, khơng có lũ tháng đo theo số lần quy định

Theo "Tiêu chuẩn ngành - Qui phạm quan trắc" thì:

1 Nếu lịng sơng ổn định mùa lâu dài 5-10 lần đo tốc độ tiến hành lần đo sâu Về mùa kiệt khoảng thời gian hai lần đo sâu không vượt tháng

2 Nếu lịng sơng hay biến đổi 2-3 lần đo tốc độ tiến hành lần đo sâu mặt cắt ngang

3 Mỗi thuỷ trực đo sâu tiến hành hai lần với độ sâu chênh lệch không 5% Nếu điều khơng đảm bảo phải đo lại Khi đo lại phải kéo cá sắt lên khỏi mặt nước Độ sâu trung bình lần đo

4 Khi độ sâu lớn, nước chảy mạnh với góc lệch dây cáp lớn 100 phải tăng trọng lượng cá sắt hiệu chỉnh độ sâu theo góc lệch dây cáp

3.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU

3.3.1 Đo sâu theo mặt cắt ngang

Số liệu đo sâu theo mặt cắt ngang sử dụng để vẽ mặt cắt ngang bình đồ đoạn sơng để tính yếu tố lưu lượng nước, bùn cát Đây phương pháp đo dễ dàng, kết xác, phù hợp với điều kiện biên chế, trang bị trạm thuỷ văn song theo phương pháp tốn thời gian, công sức sông rộng, nước chảy mạnh

Khi độ rộng B < 100 m, khoảng cách hai mặt cắt ngang chọn khoảng (1/2 - 1/3)B ; Khi B>100 m khoảng cách (1/3 - 1/4 ) B ; với B(chiều rộng sông)

3.3.1.2 Xác định điểm đo mặt cắt: Sốđiểm đo sâu mặt cắt ngang phụ thuộc vào chiều rộng B sơng địa hình đáy ( ghồ ghề, phẳng ) mà bố trí cho hợp lý Trong điều kiện bình thường tham khảo bảng qui định sau:

B(m) <100 100-200 200-500 500-1000

Khoảng cách cách điểm đo 5-10 10-20 20-50

Các phương pháp xác định điểm đo thực tế bao gồm: 1.Phương pháp căng dây

2.Dùng máy ngắm góc đặt bờ 3.Máy secxtan đặt thuyền

4.Dùng theo hệ thống tiêu cắm bờ R4

R2

R3

1 Phương pháp căng dây: Khi dịng sơng có chiều rộng khơng lớn ( B < 300 m ), thuyền bè qua lại, lưu tốc nhỏ dùng dây cáp có đánh dấu khoảng cách ( cách 1, 2, 10 m căng ngang theo tuyến chọn để xác định vị trí điểm đo

M

A R1 v

⎯ →⎯

Khi đo điều kiển thuyền ca nô tới điểm xác định, cố định thuyền vào dây, đo lấy độ sâu, ghi khoảng cách độ sâu điểm đo vào sổ Trong thời gian đo, mực nước thay đổi ( Hd - Hc < 10 cm ) cần đọc mực nước lúc bắt đầu đo kết thúc đo, mực nước H thay đổi nhanh cần phải đọc mực nước cho điểm đo

2 a.Dùng mia máy kinh vĩ: (theo hệ thống cọc tiêu cắm bờ)

Theo sơđồ 3.6 M điểm cần đo, A điểm gốc bờ, khoảng cách AM xác định trực tiếp máy đo đặt điểm A Điểm M nằm đường thẳng R1, R2, R3,

R4 cách điểm A khoảng xác định máy kinh vĩ

2.b.Dùng máy kinh vĩ sào tiêu đo góc:

R4

R2

R3

M

A R1 v

⎯ →⎯

Vị trí điểm đo M xác định :

AM = AC tgβ ( 3.5)

Hình Sơđồ lập tuyến đo sâu máykinh vĩ sào tiêu C

β

A

B

O

α β

a b

Hình 3.8 Sơđồ xác định vị trí thuỷ trực đo sâu

Lấy AC gần chiều rộng sơng β - Góc A C M

Điều khiển thuyền theo tuyến R1, R2, R3, R4, Đặt máy điểm C đo góc ACM

= β , xác định AM theo công thức (3.5) với AC khoảng cách đo trước

Dùng máy Secxtant đặt thuyền:Xác định vị trí điểm đo secxtant đặt thuyền yêu cầu phải có điểm mốc xác định trước bờ (H.3.8) Tại điểm a ta có góc α b ta có góc β xác định secxtant hình vẽ Với tuyến đo AB góc α, β xác định vị trí thuỷ trực đo sâu

4 Dùng hệ thống cọc tiêu:

c Dùng hệthống cọc tiêu song song b Dùng hệthống cọc tiêu a Dùng hệthống cọc tiêu

Hình 3.9 (a,b,c) Xác

định vị trí thuỷ trực cọc tiêu

3.3.1.3 Độ sâu điểm đo: Trên thực tế đo đạc thuỷ văn, độ sâu điểm đo coi khoảng cách theo phương thẳng đứng từ mặt nước tới điểm đo Để tăng độ tin cậy số liệu điểm người ta đo lần độ xác quy định sau:

h > 5m ± 10 cm

Trong trường hợp cần có số liệu chiều cao đáy sơng cần phải biết cao trình mực nước lúc đo sâu ( mực nước tương ứng mực nước tính tốn )

+ Khi mực nước thay đổi Hđ - Hc < 10 cm

Htt = (Hd −Hc)

2 (3.6 )

+ Với mực nước thay đổi nhanh Hđ - Hc > 10 cm ta có

H H b H b H b

B

tt = n n

+ + +

( 1 1 2 2 )

(3.7)

Trong đó: Hđ, Hc - mực nước lúc bắt đầu đo kết thúc đo;

b1,bn - Khoảng cách từ mép nước tới thuỷ trực đo độ sâu sát hai bờ trái phải

b2, b3 - Khoảng cách hai thuỷ trực đo sâu kề

B - Chiều rộng mặt cắt ngang

H1, H2 Mực nước thuỷ trực

Từ mực nước tính tốn ( Htt ) ta có cao trình đáy sơng (z )

z = Htt - h ( 3.8 )

3.3.1.4 Cách bố trí thuỷ trực đo sâu: Bố trí thuỷ trực đo sâu mặt cắt ngang phải đảm bảo nguyên tắc sau:

1 Thuỷ trực đo sâu đảm bảo khống chếđược thay đổi địa hình lịng sơng Số thuỷ trực đo sâu phải lớn thuỷ trực đo tốc độ

3 Với lịng sơng ổn định vị trí thuỷ trực đo sâu phải cốđịnh.Nếu lịng sơng khơng ổn định cần bố trí thêm thuỷ trực phụ cho thích hợp

5 Mối quan hệ độ rộng sông số thuỷ trực đo sâu sau Đối với trạm xây dựng:

Độ rộng mặt nước (m) <50 50-100 100-300 300-1000 1000-3000 Số thuỷ trực đo sâu 20 20-30 30-40 40-50 50-60

Đối với trạm ổn định giảm số thuỷ trực đo sâu, không nửa số qui định bảng

3.3.2 Đo sâu theo hướng dọc sông

3.32.1 Đo dọc:Đo sâu dọc theo sơng trường hợp cần lập bình đồ đáy sơng với yêu cầu khoảng cách điểm đo (1/10 - 1/20) B (độ rộng sông)

0

3.3.2.2 Đo chéo Tiến hành đo với góc so với phương nằm ngang 15 - 300 với khoảng cách đường chéo không vượt 1/4 - 1/2 B

3.3.2.3 Đo theo ô vuông:Thường dùng để đo hồ theo phương pháp giao hội Kết quảđo sâu cho phép vẽ bình đồ theo phương pháp nội suy để thành lập đường đẳng trị

3.4 CHỈNH LÝ VÀ TÍNH TỐN TÀI LIỆU ĐO SÂU

3.4.1 Chỉnh lý sơ

Thu thập kiểm tra số liệu sau: mực nước, độ sâu, độ lệch dây cáp, toạ độ đo sóng, giờ, tình hình thời tiết

- Kiểm tra tính hợp lý cúa việc bố trí tuyến đo điểm đo Trong trường hợp cần thiết phải chuẩn bịđo bổ sung

- Kiểm tra việc ghi chép độ sâu tài liệu xác định khoảng cách điểm đo - Tính độ sâu hồn chỉnh

3.4.2 Tính tốn đặc trựng mặt cắt

3.4.2.1: Diện tích mặt cắt ướt: Diện tích mặt cắt ướt diện tích mặt cắt ngang lịng sơng vng góc với hướng chảy bình qn, giới hạn đường đáy sơng mực nước tính tốn Diện tích mặt cắt thường ký hiệu W ( F, A ) đơn vị hay dùng m2 Diện tích mặt cắt ướt gồm phận nước khơng chảy Diện tích phần nước chảy gọi "diện tích chảy "; diện tích phần nước khơng chảy gọi "diện tích tù" diện tích mặt cắt ướt dùng máy đo trực tiếp hình vẽ mặt cắt ngang tính phương pháp đo gần Theo phương pháp đo gần mặt cắt ngang chia thành hình tam giác hình thang thuỷ trực đo sâu cơng thức tính mặt cắt

b0 b1 b2 bn

h1 h2 hn

Hình 3.10 Sơđồ tính diện tích mặt cắt ngang W = W0 + W1 + + W n

W = 1/2 [ h1b0 + (h1 + h2)b1+ +( hn-1 + hn)b + hn-1 nbn] (3.10 )

Trong

Wi - diện tích thuỷ trực đo sâu thứi hi - độ sâu thuỷ trực i

bi - Khoảng cách hai thuỷ trực kề i-1, i

3.4.2.2 Độ rộng mặt nước: Là khoảng cách từ mép bờ nước tới mép bờ nước theo mặt cắt ngang có ký hiệu B(m)

3.4.2.4 Chu vi ướt: Là chiều dài đáy sông thuộc mặt cắt ngang mép nước ký hiệu χ (m) tính theo cơng thức:

χ= b h02+ + b + h h− + + b hn+ n

2

2

2

2

( ) L

(3.11) 3.4.2.5 Bán kính thuỷ lực: Tỷ số diện tích ướt chu vi ướt ký hiệu R(m)

R = W/χ ( 3.12 )

CHƯƠNG ĐO LƯU TỐC

4.1 KHÁI NIỆM VỀ LƯU TỐC DÒNG NƯỚC

4.1.1 Mục đích nghiên cứu

Trong đo đạc thuỷ văn lưu tốc xác định lưu tốc tức thời, lưu tốc bình quân theo thời gian, lưu tốc bình qn theo khơng gian, lưu tốc bình quân theo không gian thời gian

Khái niệm:

+ Lưu tốc tức thời dòng chảy lưu tốc thời điểm

+ Lưu tốc bình quân theo thời gian giá trị trung bình lưu tốc dịng chảy điểm thời gian

+ Lưu tốc bình qn theo khơng gian giá trị bình quân thuỷ trực lưu tốc mặt cắt ngang

Mục đích nghiên cứu:

Lưu tốc đặc trưng thuỷ lực quan trọng cần thiết cho việc tính toán thuỷ văn, thuỷ lực Để nghiên cứu kết cấu nội dòng chảy cần phải biết độ lớn hướng lưu tốc điểm dịng chảy thay đổi theo thời gian Muốn xác định lượng nước lượng bùn cát chuyển qua mặt cắt hay đoạn sông thời đoạn cần phải biết giá trị lưu tốc Tài liệu lưu tốc đáp ứng cho việc tính bồi, xói lở đoạn sơng, việc thiết kế thuỷ cơng trình v v

4.2 SỰ THAY ĐỔI LƯU TỐC THEO THỜI GIAN VÀ KHÔNG GIAN

thời gian khơng gian Có yếu tố biến đổi có tính chất chu kì thuỷ triều, có yếu tố biến đổi ngẫu nhiên lượng mưa, diễn biến dịng sơng v v Do tính chất thay đổi lưu tốc mang hai đặc tính chu kì ngẫu nhiên

4.2.1 Phân bố lưu tốc theo không gian

4.2.1.1 Phân bố lưu tốc theo chiều sâu:Trong thực tế phân bố lưu tốc theo chiều sâu phức tạp Dạng phân bố chung lưu tốc giảm dần từ mặt nước xuống đáy sông thuỷ trực thường có dạng phân bố vận tốc sau:

1

∇ ∇ ∇

∇

Hình 4.1 Phân bố vận tốc thuỷ trực 1) Đặc trưng cho sông vùng núi, lưu tốc bề mặt lớn 2) Đặc trưng cho vùng đồng

3) Phân bố lưu tốc chịu ảnh hưởng ghồ ghề đáy sông 4) Phân bố lưu tốc ảnh hưởng thuỷ triều

Việc nghiên cứu phân bố lưu tốc theo chiều sâu đạt phương pháp lý luận song chưa giải triệt để Trong thực tiễn vận tốc trung bình biểu diễn cơng thức:

u

TTudt

= 1∫ (4.1)

Do đòi hỏi thực tiễn sản xuất nghiên cứu người ta thường đưa số cơng thức để tính tốn phân bố lưu tốc thuỷ trực theo kinh nghiệm bán kinh nghiệm tác giả xuất phát từ giả thiết khái niệm khác Thông thường, dạng phân bố vận tốc theo chiều sâu gặp cơng thức dạng parabol, logarit, elíp.Ví dụ:

Cơng thức elíp Carausev:

u u P y h m

= − ⎛

⎝⎜ ⎞⎠⎟

1

2

(4.2)

với um vận tốc bề mặt; h- độ sâu thuỷ trực; y - khoảng cách từ mặt nước

tới điểm đo có vận tốc u P tham số khơng thứ nguyên phụ thuộc vào hệ số Chesi (C) Với 10 ≤C ≤ 60

P

C

=0 57, +3 3, (4.3)

và với 60 ≤ C ≤ 90

2

P = 0,022C - 0,000197C (4.4)

Hệ sốC có thể tra cứu từ bảng lập sẵn 4.2.1.2 Phân bố lưu tốc theo độ rộng sông

Qua biểu thức ta thấy lưu tốc hàm số độ sâu ta coi mặt cắt ngang hệ số nhám n độ dốc mặt nước 1/j khơng thay đổi lưu tốc tỷ lệ thuận với độ sâu Trường hợp dòng chảy chiều đường vận tốc ngang có dạng tỷ lệđường đáy sông nghĩa độ sâu lớn tương ứng với vận tốc lớn giảm dần đến hai bên bờ

Giả sử đáy sông phức tạp dạng phân bố vận tốc phức tạp, hai đoạn sơng có ảnh hưởng

4.2.1.3 Phân bố lưu tốc theo dòng chảy

chung lưu tốc giảm dần theo chiều dòng chảy Càng hạ lưu dịng sơng rộng, vận tốc giảm xuống

4.2.2 Sự thay đổi lưu tốc theo thời gian

- Lưu tốc mạch động: Lý thuyết dòng rối tự nhiên nghiên cứu nhiều Đây ta bàn vài khía cạnh lí thuyết Nếu dịng rối chảy chia véc tơ vận tốc ba thành phần theo trục toạ độ 0x, 0y tương ứng có thành phần ln thay đổi theo thời gian t

Trị số lưu tốc trung bình lưu tốc bình qn hướng dọc dịng chảy thời gian T

Lưu tốc bình qn lưu tốc tức thời có quan hệ sau:

u = ±u u' (4.5)

Trong - u' là trị số thay đổi lưu mạch động thời điểm dương, âm

4.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO LƯU TỐC

Các phương pháp đểđo vận tốc dòng chảy dựa nguyên tắc sau: Dựa vào số vòng quay cánh quạt (lưu tốc kế)

Trên sở vận tốc vật trôi (phao)

3 Xác định theo độ cao cột nước (ống thuỷ tĩnh) Theo lực tác động dịng (phịng thí nghiệm) Trên sở trao đổi nhiệt

6.Theo thể tích khối nước

7 Theo vận tốc truyền sóng âm nước 4.3.1 Đo lưu tốc máy đo lưu tốc

4.3.1.1 Bố trí thuỷ trực đo lưu tốc mặt cắt ngang

Các trạm cần có nhiều thuỷ trực chưa nắm bắt quy luật phân bố lưu tốc mặt cắt ngang (thuỷ trực đầy đủ) Khi bố trí thuỷ trực đảm bảo yêu cầu sau: Thuỷ trực dòng dày dịng phụ, bãi có dịng chảy độc lập nên bố trí thuỷ trực Những chỗở mặt cắt có ranh giới địa hình cần có thuỷ trực Khi biết phân bố lưu tốc mặt cắt cần số lượng thuỷ trực gọi thuỷ trực

Một số yêu cầu cụ thể bố trí thuỷ trực:

- Tại chủ lưu bố trí thuỷ trực dày bãi hai bờ Nếu bờ dốc cách bờ20 - 50 cm cần có đường thuỷ trực Nếu có lên xuống đột ngột ranh giới cần có đường thuỷ trực ( thực tế đường thuỷ trực bố trí cho tương đối )

- Khi cần thay đổi gặp trường hợp xói, bồi làm địa hình biến đổi lớn Khoảng cách từ mép đến đường bờ gần vượt quá 10% độ rộng sâu, cần có đường thuỷ trực 3/10 khoảng cách kể từ bờ Khi nước xuống thuỷ trực gần bờ khơng đo cần bố trí thêm thuỷ trực cách mép nước cỡ 5% dộ rông sông

Thuỷ trực đại biểu phải đảm bảo yêu cầu sau:

- Sai số đo lưu lượng thuỷ trực đại biểu thuỷ trực không vượt sai số cho phép Vmc≈Vdb

- Vị trí thuỷ trực đại biểu bố trí gần chủ lưu 4.3.2 Xác định số điểm đo thuỷ trực

Sốđiểm đo thuỷ trực phụ thuộc vào độ sâu phân bố lưu tốc theo chiều sâu, biến đổi yếu tố thuỷ lực thời gian đo yêu cầu tài liệu đo

4.3.2.1 Đối với vùng sơng khơng ảnh hưởng triều Có loại chếđộđo 5, 3, 2, 1điểm

Đo điểm điểm khi h<3 m, có quy luật phân bố vận tốc rõ ràng h = f (v) với sai số lưu tốc đo điểm điểm phải nhỏ %, với đo điểm điểm 0,2 h, 0,8 h đo điểm: 0,2 h, 0,6 h , 0,8 h

Đo điểm h < m có vị trí điểm đo 0,6 h 4.3.2.2 Đối với vùng sơng có ảnh hưởng triều

Vùng có trạng thái chảy ổn định, biến đổi nhanh, có yếu tố thuỷ lực thay đổi lớn thời gian đo lưu tốc thuỷ trực Nếu dùng nhiều máy đo lưu tốc tốn nên người ta dùng phương pháp sau:

- Phương pháp đo điểm (hai lượt lên xuống) gồm điểm: mặt, 0,8 h, 0,4 h, 0,6, 0,8, đáy, 0,8 h, 0,6h, 0,4h, mặt

Đo xuống, lên điểm: 0,6 h, 0,8 h, 0,6 h, 0,2 h Đo xuống, lên điểm: 0,2 h, 0,8 h, 0,2 h

Thời điểm lần đo thời điểm đo điểm có độ sâu lớn Đo lần tiến hành lúc triều xuống

4.3.2.3 Thời gian đo liên tục điểm

- Đối với vùng sông không ảnh hưởng triều thời gian đo phải lớn 120 s Nếu lưu tốc nhỏ, thời gian đo đủ 120 s mà chưa thu tín hiệu kéo dài thời gian đo thu đủ tín hiệu Khi thời gian đo tới phút khơng thu tín hiệu coi lưu tốc điểm đo

- Tại vùng sơng có ảnh hưởng triều, thời gian đo điểm khác thuỷ trực khác (tại điểm gần đáy dài hơn), để tiện cho đo đạc qui định thời gian đo điểm lớn 60 giây Nếu thời gian đo vượt 120 s mà chưa thu tín hiệu coi lưu tốc điểm 0.

4.3.2.4 Tính lưu tốc bình qn thuỷ trực

- Phương pháp đồ giải : Cơ sở tính tốn dựa vào cơng thức:

vt t v

h

= ∫

0

d h (4.6)

v F h

tt =

hay nói cách khác:

Trong đó: F - diện tích biểu đồ phân bố lưu tốc theo độ sâu h - độ sâu thuỷ trực

Để vẽ biểu đồ phân bố lưu tốc theo độ sâu ta dùng lưu tốc bình quân điểm đo thuỷ trực ứng với độ sâu điểm vùng ảnh hưởng triều điểm đo lưu tốc đo hai lần lưu tốc điểm giá trị bình qn lần đo Diện tích F xác định máy đo diện tích tính gần theo phương pháp kẻ ô qui tính diện tích phận diện tích hình chữ nhật, hình thang tam giác

- Phương pháp phân tích: Có cơng thức tính khác phụ thuộc vào số điểm đo thuỷ trực

+ Đo điểm thuỷ trực (đối với vùng sơng có ảnh hưởng triều)

vtt = vm+ v + v + v + v + d 10( 2, 4, 6, 8, v )

+ Phương pháp đo điểm (vùng sông không ảnh hưởng triều):

vtt = vm + v + v + v + d

10( 2, 6, 8, v ) (4.7)

+ Phương pháp đo điểm

vtt = v + v +v

4( 2, 6, 8, ) (4.8)

vtt = v +v

2( 2, 8, ) (4.9)

+ Và đo điểm

vtt =v0 6, (4.10)

Trong vm, v0,2, v0,4, v0,6, v0,8, vd lưu tốc điểm mặt 0,2h, 0,4h, 0,6h,

0,8h đáy

4.3.3 Phương pháp đo lưu tốc

- Đo lưu tốc điểm thuỷ trực: Trước tiên phải xác định độ sâu thuỷ trực cần đo, sau tính sẵn độ sâu điểm đo cần thiết 0,2h, 0,4h, 0,6h, 0,8h Tại điểm đo công việc tiến hành sau:

Thả máy xuống điểm đo cần thiết

Ghi chép tín hiệu thời gian Khi vượt 120 s kết thúc việc đo điểm di chuyển máy tới điểm đo

Số nhóm tín hiệu thời gian đo điểm hoàn toàn tuân theo qui phạm Đo lưu tốc mặt cắt ngang: gồm công việc sau:

- Đo sâu đường thuỷ trực đo vận tốc điểm thuỷ trực

- Đọc mực nước lúc bắt đầu kết thúc đo Nếu mực nước biến đổi nhanh đo điểm 0,6h thuỷ trực phải đọc sốđo mực nước

- Đo mực nước tuyến độ dốc, theo dõi ghi chép tượng thời tiết lúc đo sức gió hướng gió

4.4 CÁC DỤNG CỤĐO VẬN TỐC

4.4.1 Lưu tốc kế

4.4.1.1 Vài nét lịch sử lưu tốc kế: Tư tưởng để sáng chế dụng cụ đo vận tốc dựa vào mối liên hệ vòng quay cánh quạt nguyên tắc biến chuyển động quay thành chuyển động thẳng lần Lêôna dờ Vanhxi sử dụng cơng trình song ơng ứng dụng nguyên tắc để đo vận tốc gió

Phần lớn tài liệu cho Vontman - nhà kỹ thuật thuỷ (người Ham bua) người sáng chế lưu tốc kế, đưa vào cơng trình ông xuất vào năm 1970 " lý thuyết sử dụng lưu tốc kế"

Song trước Vontmam người ta sử dụng dụng cụ để đo vận tốc dòng chảy dựa nguyên tắc lưu tốc kế N.D Chapkin cho người sáng chếđầu tiên lưu tốc chưa biết rõ, Vontman người chuyển lưu tốc kế cổ thành dạng tương tự ngày

Từ trước tới lưu tốc kế bước vào ứng dụng thực tiễn cách chắn, dụng cụ tốt phổ biến để đo đạc vận tốc dàng chảy

4.4.1.2 Phân loại lưu tốc kế

Thực tế có nhiều dạng cấu trúc lưu tốc kế khác Ngày lưu tốc kếđược phân biệt theo nhiều dấu hiệu: hướng quay, trang bị phận tín hiệu, phương pháp thả lưu tốc kế xuống nước vv

Theo phương trục quay người ta phân biệt loại: loại trục quay nằm ngang trục quay thẳng đứng Loại thứ là máy GP - 21, loại thứ lưu tốc kế Prais

Theo cấu trúc phận cảm ứng, phân biệt hai loại với trị số đo vòng quay học trị số tín hiệu điện

Hầu hết lưu tốc kế dùng tín hiệu điện, ưu khơng phải nhấc máy lên khỏi mặt nước đọc số vòng quay Loại máy dùng số đo để đọc máy lưu tốc kế kiểu BMM Ngồi dạng kể cịn có số chế tín hiệu khác sử dụng việc lưu

ánh sáng việc ghi chép lên băng giấy Những phương tiện sử dụng để đo vận tốc hướng dòng chảy biển, vài nơi sử dụng hồở dạng máy tự ghi

Hình 4.2 Lưu tốc kế GP-55

phương pháp thả lưu tốc kế

Theo có hai loại: Lưu tốc kế dùng cọc đo cáp Song ngày tất loại lưu tốc kế chế tạo cho dùng cọc lẫn cáp

4.4.1.3 Các phận chủ yếu lưu tốc kế : Lưu tốc kế thường chia thành phận bản:

a: Bộ phận quay cảm ứng b: Thân máy

c: Bộ phận định hướng d: Bộ phận tín hiệu

với v- vận tốc dòng chảy

kg - hệ số gọi bước nhảy hình học đường cánh quạt sau

vòng quay

1 s n - số vòng quay

Thực tế mối liên hệ phức tạp nhiều lực cản học lực cản thuỷ lực Lực cản thuỷ lực gồm:

+ Ma sát nước cánh quạt + Các xốy tạo thành rìa cánh quạt

+ Sự phá vỡ trường vận tốc thả máy tạo nên áp suất chỗđó Lực cản học ma sát thân lưu tốc kế máy hoạt động

Bởi vậy, mối liên hệ (4.11) điều kiện thực tế phức tạp nhiều, điều khó xác định khó xác định xác loại ma sát kể

Từ vơ số phương trình bán thực nghiệm ta dừng lại phương trình M.Smith

v an= + bn2 +c (4.12)

a,b,c là tham số

Phương trình ( 4.12) phản ánh xác mối quan hệ vận tốc dịng chảy số vòng quay cánh quạt điều kiện thực tế Bằng đồ thị có dạng Hypecbol, với n = 0, v= c =v0 gọi vận tốc ban đầu máy

Vận tốc ban đầu máy vận tốc mà lực tác động dịng lên cánh quạt lực cản cánh quạt bắt đầu quay khơng đồng Tiếp theo vận tốc quay trở nên phương trình (4.12 ) viết dạng:

v an= + bn2 +v

0

Với: v0 là vận tốc ban đầu máy lưu tốc kế

Khi vận tốc dịng chảy lớn, coi v0 khơng đáng kể so với v, :

phương trình (4.13) viết sau:

v=(a+ b n k) = n (4.14)

k gọi bước nhảy thuỷ lực Bước nhảy thuỷ lực lớn bước nhảy hình học, với vận tốc v thực tế ntt <nlt

kđược xác định phương pháp kiểm định lưu tốc kế tham số a, b xác định theo công thức sau:

a = k (0,99 - β ) (4.15)

b = ( kβ)2 (4.16)

Với β - tham số, xác định theo công thức Dzeleznhiacov:

β =6 9, v0 + ( ,2 3v0 −0 055, )2 +0 00058, (4.17) v0 tiến tới m; v=f(n) có dạng đường cong vận tốc ban đầu v0 chưa vượt qua

nổi lực cản ma sát Khi thắng lực ma sát có dạng đường thẳng từmđến m1.

Đến vận tốc m1 thì v=f(n) lại có dạng đường cong gây nên

các ngun nhân sau đây: Kích thước kênh kiểm định; Kích thước cánh quạt lưu tốc kế độ sâu hạ máy

Nói chung với v > vm1 chưa nghiên cứu kĩ nên đo thường đo

khoảng vận tốc từ mđến m1 mà thơi Ngun nhân đường cong từvđến vm1

sự gia tăng rối cánh quạt

4.4.1.5 Kiểm định lưu tốc kế

4.4.2 Phao

4.4.2.1 Cơ chế xác định vận tốc phao cho vận tốc chuyển động phao vận tốc dòng chảy nước chỗ phao trôi Giả định làm đơn giản cho việc xác đinh vận tốc lý thuyết thực nghiệm người ta chứng minh phao trôi nhanh nước chảy quanh Điều Điuboa phát năm 1786 Nguyên nhân gây tượng không cân trọng lượng vật trôi trục chuyển động Ta xét lực tác động lên vật trôi nước trạng thái cân Giả định hệ toạ độ vng góc có gốc toạđộ tâm vật trơi, trục hồnh chiều động chảy song song với mặt nước Lực đẩy Acsimet vuông góc với bề mặt nước hình chiếu nên trục hoành

G -Lực trọng trường hướng xuống

Trọng lượng vật này: G =γ.V (4.18)

Với: γ trọng lượng riêng; V - thể tích vật

Hình chiếu lực G nên trục chuyển động Gx

Gx = G.sinα

α - độ nghiêng bề mặt với mặt nằm ngang sin α = I - độ dốc mặt nước

Như lực Gx lực làm cho vật trơi có gia tốc Dưới tác động vật trơi nhanh tới cân với lực cản R

4.4.2.2 Các loại phao

a) Phao bề mặt: dùng để đo vận tốc hướng dịng chảy mặt, làm gỗ nhẹ hình trịn hình chữ thập có cắm cờ để tiện quan sát Thường có cắm vật nặng phao để tăng sựổn định

Hình4.3 Sơđồ lực tác động lên vật thể trôi

α

A

Gx

R v

α

G

Hạn chế phao không dùng trời có gió vận tốc dịng chảy bé 0,5m/s Nếu vận tốc gió lớn 6 m/s khơng thể dùng phao đểđo Khi dùng phao đo ý điểm sau:

- Khi mực nước dâng sơng phao thường chuyển động từ dịng dạt vào bờ nước hạ ngược lại làm tăng quãng đường trôi hai tuyến đo xảy có sai số

- Khi đo vận tốc phao vận tốc thu vận tốc trung bình quỹ đạo phao mà ta coi vận tốc điểm quỹđạo cát tuyến đo xảy có sai số

b) Phao độ sâu:

Dùng để đo vận tốc hướng dòng chảy độ sâu Phao gồm phao nối với sợi dây, thảở độ sâu định Phao có kích thước bé phao sâu

nhiều Hình 4.4 Các loại phao đo sâu

c) Phao tích phân

Phao tích phân dùng để đo vận tốc trung bình theo chiều thẳng đứng phao thả E chuyển động lên theo lực Acsimet chuyển động xuống theo chiều dòng chảy Sau thời gian dt ta viết phương trình:

dl = vdt (4.19)

dh = v1ldt

(4.20) l- khoảng cách từ thuỷ

trực tới lúc phao Hình 4.5 Sơ đồđo bằng phao tích phân v - Vận tốc địa phương thay

h- độ sâu điểm đo Từ (4.19 4.20) ta có

(4.21) l vd

t

=∫

t

h = v1t (4.22)

dt dh v

=

1

Bởi ta nhận được:

l v v dh h

=∫

(4.23)

Thay vdh v hB (4.24)

h

= ∫

0

,

với vB vB ận tốc trung bình thuỷ trực, ta có:

l

v v hB =

1

(4.25)

v v

h l

B =

1

Từđó: (4.26)

v1 - Thu thực nghiệm cho thả phao chỗ nước ngừng chảy

h - độ sâu 1 khoảng cách xác định áp dụng tốt với dịng chảy phân tầng, dòng chảy rối phải hiệu chỉnh

4.4.3 Ống đo thuỷ văn 4.4.3.1 Nguyên tắc

z p u g z

p u

g

1 1

2

2 2

2

2

+ + = + +

γ γ (4.27)

Trong đó: Z1 = Z2 - độ cao điểm xác định vận tốc cho hai điểm A B; u1 - vận tốc điểm A; u2 = vận tốc điêm B, - γ- trọng lượng

riêng nước

Từ (4.27 )ta có:

p p u

g h

2 1

2

2 −

= =

γ (4.28)

Từđó, nhận cơng thức tính vận tốc:

v u= 1 = 2gh (4.29)

Công thức (4.29) dùng trường hợp chất lỏng lý tưởng trường hợp dịng chảy rối ( h) bé Để áp dụng người ta đưa vào hệ sốđiều chỉnh (ϕ) xác định cách kiểm định Khi (4.29) có dạng:

u=ϕ 2gh (4.30)

Ngày dã chế tạo ống đo có hệ sốϕ =

4.4.4 Xác định vận tốc xác định lực tác động dòng chảy lên vật trơi

Hình 4.6 Sơđồ nguyên lý đo vận tốc ống đo thuỷ văn B

A u1

h u g

=

2

p1

γ

p2

dòng lên vật thể nằm Nó biểu diễn qua mối liên hệ:

R C= x u

2

ρ ω (4.31)

R - Lực áp suất dòng chảy lên vật Cx - hệ số cản, phụ thuộc vào hình dạng vật hệ số Reinolds (Re) ρ - mật độ nước; u - vận tốc dịng chảy ω - diện tích hình chiếu vật lên bề mặt vng góc với vận tốc dịng chảy gọi Midel

Từ (4.31) vận tốc có là:

v u R Cx

= =

ρω (4.32)

Vậy đo áp suất dịng chảy lên vật trơi đo vận tốc dịng chảy Trong cơng thức ω biết Hệ số Cx phụ thuộc vào hình dạng vật hệ số Reinolds

Re= ud

ν (4.33)

CHƯƠNG LƯU LƯỢNG NƯỚC

5.1 KHÁI NIỆM

Định nghĩa: Lưu lượng nước thể tích nước chảy qua thiết diện ngang dòng chảy đơn vị thời gian Đơn vịđo m3/s l/s; ký hiệu Q

Lưu lượng nước đặc trưng quan trọng; thành phần chủ yếu dòng chảy Trên sở xác định lưu lượng cách có hệ thống người ta tính lưu lượng nước trung bình ngày, lưu lượng nước cực đại, cực tiểu thể tích dịng chảy qua khoảng thời gian

Các phương pháp xác định lưu lượng nước tồn chia hai nhóm: đo trực tiếp đo gián tiếp

Nhóm thứ gồm phương pháp thể tích dựa việc đo thể tích dụng cụđo đặt dòng nước , đồng thời đo thời gian lúc đầy dụng cụ chứa Lưu lượng tỷ số thể tích thời gian đo Phương pháp thường áp dụng dòng chảy bé suối, kênh, rạch vv Phương pháp có độ xác cao Phương pháp đo gián tiếp gồm nhiều phương pháp mà đặc trưng chung không đo trực tiếp lưu lượng mà đo số yếu tố dòng chảy lưu lượng thu thơng qua tính tốn Nhóm phương pháp bao gồm:

a.Phương pháp xác định lưu lượng theo vận tốc dịng chảy diện tích mặt cắt ngang dòng gọi phương pháp "lưu tốc - diện tích"

b Xác định lưu lượng nhờ cơng trình đo cố định kênh đào, đập chắn - lưu lượng xác định theo yếu tố thuỷlực

c Phương pháp hỗn hợp (điện, nhiệt vv )

Trong phương pháp kể phương pháp " lưu tốc -diện tích"là phổ biến

Bản chất phương pháp "lưu tốc - diện tích " xác định thể tích mơ hình lưu lượng - có nghĩa thể tích vật thể nước có sốđo lưu lượng nước qua mặt cắt ngang dòng chảy

Ta xét mặt cắt ngang dòng chảy với vận tốc dòng khác điểm khác Vận tốc lớn bề mặt dòng, gần bờ đáy chúng bé dần Tương ứng với thành phần lưu lượng đơn vị phần mặt cắt ngang Để xác định lưu lượng qua diện tích thành phần cần nhân diện tích với vận tốc dòng

h

B x

y

dx dy

Hình 5.1 Mặt cắt ngang dòng chảy

(5.1) dQ v= cosα ωd ,

v - vận tốc giới hạn diện tích thành phần; α - góc lệch hướng vân tốc đường vng góc; dx - diện tích thiết diện thành phần

Lưu lượng nước qua toàn diện mặt cắt ngang là:

∫ ∫ ∫ ω = = = = α = ω α

= x B

0 x h y y dxdy cos v d cos v

Q (5.2)

Nếu α giữ nguyên giá trị cho diện tích thành phần (5.2) viết sau:

Q vdxdy h B

=cosα∫∫ 0

(5.3)

Q vdxdy vd h

B

=cosα∫∫ =∫ ω

0

ω

dv

(5.4)

Cơng thức thu thể tích lưu lượng nước vật thể nước giới hạn mặt sau mặt cắt ngang dòng , phía mặt nước tự thể phân bố vận tốc dịng phía mặt cong xác định quan hệv = f(x, y) Từđó suy xác định lưu lượng xác định tích phân nêu

Song thực tế khó áp dụng khơng rõ cách lấy v = f(x, y) nên thực tế người ta tính tốn cách đơn giản hơn: lưu lượng tính theo cơng thức xấp xỉ cách thay tích phân tổng theo phương pháp phân tích:

OEB - mặt cắt; OMDNB - phân bố vận tốc mặt; CED - phân bố vận tốc thuỷ trực CE của mặt cắt; MKN - đường đẳng lưu

Có thể xác định lưu lượng theo phương pháp sau:

Đầu tiên biết lưu lượng nước thuỷ trực (lưu lượng đơn vị) lưu lượng xác định theo cơng thức:

Hình 5.2 Mơ hình lưu lượng

Q qdx

B

=∫

0

(5.5)

khi q - lưu lượng thành phần tích vận tốc trung bình thuỷ trực với độ sâu thuỷ trực tức q=v h B với B - độ rộng sơng

Thứ hai , mặt cắt dịng chảy có đẳng lưu xác định diện tích nằm đường đẳng lưu đường mực nước thể tích mơ hình lưu lượng nước là:

Q v

v

ωv - Diện tích bị hạn chế đường đẳng lưu v đường mực nước

5.3 ĐO LƯU LƯỢNG BẰNG LƯU TỐC KẾ 5.3.1 Chọn đoạn sông

Yêu cầu tối thiểu chọn đoạn sơng có tuyến đo mực nước, ngồi yêu cầu bổ sung sau:

- Có dịng nước chuyển động ổn định - Có chung hướng dịng chảy;

- Vận tốc mùa kiệt 0,15 - 0,25 m/s để có thểđo lưu tốc kế có độ xác cao;

- Về mùa lũ có vận tốc khơng q 3 - m/s. Khơng có nước tù dòng chảy ngược 5.3.2 Xác định hướng tuyến đo

Tuyến đo thuỷ văn gọi đường cắt ngang sơng mà tiến hành đo lưu lượng

u cầu: Tuyến đo vng góc với dịng chảy; ước lượng mắt lấy tuyến đo vng góc với hai bờ

Phương pháp xác định hướng tuyến đo với máy GP - 42 Phương pháp xác tiến hành sau

a Trên tuyến đo giảđịnh chọn từ10 -12 thuỷ trực b Đo vận tốc 0,6 h = vtbcho tất thuỷ trực c Tính lưu lượng thuỷ trực q = v htb

d Tính lưu lượng đơn vị qd = qb với q - lưu lượng thành phần

f Chọn hướng tổng tổng véc tơ q thành phần lấy đường vng góc với làm tuyến đo

Phương pháp xác định hướng đo phao nổi:

Trên tuyến đo thả phao hỗ trợ Phao thả quan sát theo thứ tự sau: a Thả phao tuyến thả từ 10 - 15 phao theo chiều rộng sông b Quan sát chỗ phao cắt tuyến quan sát phao

c Dùng đồng hồ bấm giây xác định thời gian phao trơi từ tính V = l/t, với l khoảng cách hai tuyến, t là thời gian phao

e Tương tự phương pháp để chọn tuyến đo thuỷ văn

Trên sông chảy nhanh sơng miền núi khó thả phao tồn sơng áp dùng phương pháp sau Trên bờ chọn đoạn AB hai tuyến vng góc với AD BE. từ điểm H cố định sông tuyến AD thả 7-8 phao từ điểm A quan sát máy vị trí góc phao cắt BE, lần cho ta góc α trung bình cho ta góc cắt BE M. Vậy HM đường chảy trung bình tuyến đo

Nếu lấy AB = l suy AH = l.tgβ , BM = l.tgα; BK = AH - BM = ( tgα - tgβ )

AG vng góc với AK tuyến đo thuỷ văn

5.4 TRANG BỊ CỦA TUYẾN ĐO THUỶ VĂN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO

Tuyến đo thuỷ văn bao gồm trang bị sau: - Trạm đo mực nước trạm xa tuyến đo - Các mốc kiểm tra

Các phương pháp định vị thuỷ trực đo vận tốc tuyến đo bao gồm phương pháp sau: Chi tiết, rút gọn

5.4.1 Phương pháp chi tiết

Đo vận tốc nhiều điểm nhiều thuỷ trực áp dụng để đo trường vận tốc tuyến đo vào - năm quan trắc Phương pháp bố trí thuỷ trực cách theo chiều rộng sông

5.4.2 Phương pháp

Xem xét để đo lưu lượng với số lượng thuỷ trực (đo vận tốc khơng 5) điểm đo (2 - 3) với điều kiện kết đo không khác với lưu lượng đo theo phương pháp chi tiết 3%

Số lượng thuỷ trực vận tốc phân bố chúng theo tuyến đo xác định sở phân tích 20 -30 lần đo lưu lượng phương pháp chi tiết vào mùa khác

5.4.3 Phương pháp rút gọn

Phương pháp coi việc xác định lưu lựợng nước với điểm thuỷ trực với dòng chảy tựđo 2 - 3điểm có cỏ lịng sơng Số lượng vị trí thuỷ trực vận tốc điểm đo xác định sở phân tích kỹ lưỡng tài liệu nhận việc đo lưu lượng phương pháp chi tiết Phương pháp áp dụng ca quan trắc cần xác định lưu lượng nhanh với dịng chảy khơng dừng

5.4.4 Đo nhanh

Lưu lượng áp dụng trường hợp mà cần tiến hành đo nhanh tốt; Đó có dao động mực nước đột ngột (10cm/giờ ), bờ bị xói lở mạnh ( thường xảy lũ lụt ) yêu cầu đo điểm khoảng 30 giây thời gian hai tín hiệu mà thơi Đo nhanh điểm nên dùng phương pháp chi tiết, rút gọn

5.5 ĐO LƯU LƯỢNG NƯỚC

a Mô tảđoạn sông, thời tiết yếu tố xác định điều kiện làm việc b Quan trắc mực nước

c Đo độ sâu tuyến đo thuỷ văn ( TĐTV )

d Đo vận tốc điểm riêng biệt thiết diện ướt thuỷ trực vận tốc e Quan trắc trạm đo độ dốc mặt nước Kết quảđược ghi vào sổ

g Dựa vào kết quảđo tốc độ đo sâu tiến hành tính diện tích mặt cắt ngang, tốc độ bình qn mặt cắt sau tính lưu lượng nước

Khi đo vận tốc cần ý:

Xác định mực nước trạm đo vào đầu cuối thời gian đo thuỷ trực Đo độ sâu thuỷ trực tính tốn độ sâu 0,2h, 0,4h, 0,6h, 0,8h để thả máy

Đo vận tốc ởđộ sâu cần thiết,

Thường điểm đo thời gian 120s để đảm bảo lấy trung bình vận tốc xác, 1/2 thời gian đo trước sau lệch 10s cần kiểm tra lại máy

Đối với khe suối nhỏ đo lưu lượng trực tiếp qua máng nước thùng đựng nước

5.6 PHƯƠNG PHÁP TÍCH PHÂN ĐO VẬN TỐC DỊNG CHẢY VÀ LƯU LƯỢNG NƯỚC

Bản chất phương pháp sau: ta thả lưu tốc kế dịch chuyển chúng mặt phẳng thiết diện ướt theo phương đồng thời xác định tổng số vòng N cánh quạt thời gian t vận tốc trung bình đoạn đường đo lưu tốc kế xác định là:

n N

t v f n

Với n vận tốc trung bình dịng chảy tính số vịng /s có thể thu nhận nhờ bảng kiểm định máy lưu tốc kế Phương pháp thực hành theo thuỷ trực, theo tuyến nằm ngang theo toàn mặt cắt thu vận tốc tương ứng

Trên thuỷ trực hạđều lưu tốc kế xuống tận đáy kéo lên cho chuyển động giữ Sau tính vận tốc cách lấy tổng số vòng quay chia cho số thời gian máy làm việc Việc đổi thứ ngun vận tốc trung bình dịng chảy tra bảng kiểm định

5.7 TÍNH TỐN LƯU LƯỢNG NƯỚC

Có phương pháp:

- Phương pháp phân tích - Phương pháp đồ giải

- Phương pháp theo đường đẳng lưu

Trong phương pháp phân tích hay dùng tính giản đơn độđảm bảo xác tương đối cao

6.7.1 Phương pháp phân tích

Lưu lượng nước tính theo cơng thức xấp xỉ sau:

Q kv= 1 0+v1+v2 + +vn− +vn n− +kvn n−

1 1

2

ω ω L ω ω (5.8)

Trong đó: v1, v2 vnlà vận tốc trung bình thuỷ trực

ω0, ωn diện tích thuỷ trực vận tốc gần hai bờ bờ trái phải

ω1, ω2 diện tích hai thuỷ trực

k - hệ số thực nghiệm tuỳ thuộc vào điều kiện bờ Đối với: - sông lý tưởng ( k = 0,9 );

- mép nước có độ sâu = ( k = 0,7 ) - bờ có lau, sậy ( k = 0,5 )

Vận tốc công thức ( 5.8 ) tính sau a Lịng sơng hở, khơng có cỏ nước tù

Đo điểm thuỷ trực:

V = 0,1 ( V + VB m 0,2 + 3V0,6 + 2V0,8 + Vd) (5.9)

Đo điểm thuỷ trực:

V = 0,25 ( VB 0,2 + 2V + V0,6 0,8) (5.10)

Đo hai điểm thuỷ trực:

VB = 0,5(VB 0,2+V0,8) (5.11)

Đo 1điểm thủy trực:

V =VB 0,6 (5.12)

b Trong trường hợp tính lưu lượng với bờ có lau sậy; Đo điểm thuỷ trực:

V = 0,1 ( V + VB m 0,2 + V0,4 + 2V0,6 + 2V + V0,8 d)(5.13)

Đo điểm thuỷ trực:

V = 1/3 ( VB 0,15 + V0,5 + V0,85) (5.14)

Đo 1điểm thủy trực

VB = kVB 0,5 (5.15)

Với hệ sốk = 0,9.

vận tốc thứ nhất:

ω0 1 0

1

1

2

= h b +h +h b (5.16)

Diện tích mặt cắt thuỷ trực vận tốc thứ thứ hai là:

ω1

2

3

3

4

4

2 2

= h +h b +h +h b +h +h b (5.17)

ω0

ω1 hn

h2 h1 hn-1 h4 h3 h5 n

Hình 5.3 Sơđồ tính diện tích thành phần thiết diện ướt

Mực nước tính tốn mực nước biến đổi nhanh thời gian đo cơng thức trung bình trọng lượng với Hi - mực nước thuỷ trực đo; qi- lưu lượng

đơn vị thuỷ trực, bi- độ rộng sông thuỷ trực

H H q b H q b H q b q b q b q b

tt n n n n n

= + + +

+ + +

1 1 2 1 2

L

L , (5.18)

5.7.2 Phương pháp phân tích xác

Do Braslavski đưa thể tích phần mơ hình lưu lượng hai thuỷ trực kề biểu diễn công thức

(5.19)

ΔQ hvd

x x B = = = ∫ x

Các giá trị xét h, v coi hàm x Giả thiết thay đổi độ sâu hai thuỷ trực tuyến tính với h1 < h2 ta có:h h h h

b x

= 1+ 2− Biểu diễn

vận tốc theo công thức Chesi C

nh

= 16

v=C hI nhận công thức Manhinga , với n-hệ số nhám, ta có:

v

n I h ah

= 23 = 23 (5.20)

Lại giả sử n và I số hai thuỷ trực thì a số, (5.20) viết

ΔQ a h h h

b x d

x x b

= ⎛ + −

⎝⎜

⎞ ⎠⎟

= =

∫

0

5

x (5.21)

Kết lấy tích phân biến đổi phương trình cuối ta cơng thức tính tốn đơn giản:

ΔQ=ωkvm (5.22)

ω- Diện tích ướt hai thuỷ trực vận tốc; vm - vận tốc lớn hai vận

tốc thuỷ trực kề nhau; k - hệ số phụ thuộc vào tỷ sốVn/Vm

Vn - vận tốc nhỏ hai vận tốc thuỷ trực kề

Lưu lượng tổng cộng tổng lưu lượng thành phần:

Q i i imk

i i n

=

= =

∑ω

1

v (5.23)

Công thức (5.23) cho tính tốn kết với sai số không vượt 4,4% với số lượng thuỷ trực tối thiểu, dùng công thức (5.8) với số lượng thuỷ trực sai số tới 22%

5.7.3 Phương pháp đồ giải

bố lưu lượng đơn vị máy đo ô vuông Lưu lượng đơn vị biểu diễn giải tích tích phân sau:

(5.24) q vd

h

=∫

0

h

qua đồ thị lưu lượng đơn vị diện tích phân bố vận tốc thuỷ trực Vận tốc trung bình thuỷ trực phép chia diện tích cho độ sâu Việc tính tốn theo phương pháp tiến hành sau:

1) Trên giấy kẻ li vẽ mặt cắt ngang phân bố vận tốc tỷ lệ, tính vận tốc cho trước q

2) Lấy q/h cho ta nhận vận tốc trung bình thuỷ trực

3) Dựng phân bố vận tốc trung bình theo chiều rộng sơng; tính vận tốc cho thuỷ trực đo sâu ( q/h từđồ thị phân bố lưu lượng thành phần )

4) Tính lưu lượng đơn vị cho thuỷ trực ( kể thuỷ trực đo sâu lẫn vận tốc cách q=v htb

5) Tính lưu lượng nước cách dựng phân bố Q q thu kết đếm hay dùng máy đo diện tích Diện tích đường phân bố Q cho ta lưu lượng tồn phần Phương pháp xác nhiều cơng sức

5.7.4 Phương pháp tính lưu lượng theo đường đẳng lưu

Phương pháp dựa cơng thức (5.6) cách thay tích phân tổng số yếu tố hữu hạn mơ hình lưu lượng Thể tích mơ hình lưu lượng lưu lượng nước bằng:

Q=ω0+ω1 a+ω1+ω a+ +ωn−1+ωn a+Qk

2

2

2 , (5.25)

ω0 - diện tích mặt cắt ngang

ω1, ω2 - diện tích giới hạn đường đẳng lưu thứ 1,2

Qk thể tích phần cuối bằng:

Qk = n v

3ω ( max −vn) (5.26)

ωn - diện tích đường đẳng lưu cuối vmax - vận tốc lớn

vn - vận tốc tương ứng với đường đẳng lưu cuối

Nếu đường đẳng lưu cách đều, cơng thức (6.17) có dạng đơn giản hơn:

Q a= ⎛ + n + + + + n Q

⎝⎜

⎞ ⎠⎟+ −

ω0 ω ω ω ω

1

2 L k

Q

(5.27)

Thứ tự cơng việc tính tốn lưu lượng sau: 1) Trên giấy kẻ li vẽ mặt cắt ngang lịng sơng 2) vẽ phân bố tốc độ thuỷ trực tỷ lệ 3) vẽ đường đẳng lưu (từ - 10 đường đẳng lưu)

4) Đo diện tích đường đẳng lưu máyđo diện tích hay đếm vng giấy kẻ ly

5) Tính lưu lượng nước sử dụng công thức ( 5.27 )

5.8 ĐÁNH GIÁ SAI SỐĐO LƯU LƯỢNG BẰNG LƯU TỐC KẾ

Khi đo lưu lượng nước lưu tốc kế, đo đạc khác không tránh khỏi sai số Lưu lượng xác định phương pháp "lưu tốc - diện tích" với việc xác định vận tốc lưu tốc kế mắc phải sai sốΔQ đó, biểu diễn qua:

Qd =Qt ± Δ (5.28)

Lưu lượng thực đo Q

với Qd t - Lưu lượng xác, ΔQ - Sai số đo đạc

Sai sốđo lưu lượng biễu diễn % sau

ΔQ Q Q

Q

d t t

= − 100 (5.29)

Các nguyên nhân dẫn đến sai số thuộc nhóm: sai số ngẫu nhiên sai số hệ thống chịu ảnh hưởng:

- Tính chất chất lượng dụng cụđo - Phương pháp điều kiện đo đạc

- Sự biến đổi đại lượng đo theo thời gian - Phương pháp tính tốn

5.8.1 Nhóm sai số ngẫu nhiên

a Đo diện tích mặt cắt ngang: Khi đo mặt cắt ngang có sai số sau: - xấp xỉđộ sâu khoảng cách

- sai lệch vị trí thuỷ trực

- Tổng sai số mục có thểđạt tới gần 3% b Đo vận tốc

- Xấp xỉ việc xác định thời gian đo

- Thời gian đo ngắn nên không đủ triệt mạch động - Xấp xỉ tính tốn vận tốc trung bình

- Tổng sai số cỡ - % tính lưu lượng 5.8.2 Nhóm sai số hệ thống

a Đo diện tích

- Ảnh hưởng đất đáy đo sâu - Tống sai số cỡ -3 %

b. Đo vận tốc

- sai số kiểm định máy

- khác biệt điều kiện kiểm định điều kiện đo kho có dịng rối - thay đổi ma sát lưu tốc kế lúc vận hành

- ảnh hưởng nhớt dầu máy đo - Khơng tính ảnh hưởng tính xoắn ốc

- Sai số tính khơng xác định ngoại suy vận tốc từđiểm đo thấp tới đáy - Toàn sai số lưu lượng cỡ 1- %

Ngoài cịn có sai số đo điều kiện làm việc cơng thức tính tốn tham khảo bảng tra cứu

5.9 ĐO LƯU LƯỢNG BẰNG PHAO

5.9.1 Thiết kế cơng trình

Chọn tuyến đo tuyến đo thuỷ văn cho thời gian phao trôi khoảng 20 s tối thiểu đảm bảo 10 s ( trường hợp vận tốc lớn 2 m /s ) Khoảng cách hai tuyến đo xác gọi tuyến sở Phao thả tuyến cỡ5 - 10 m, xác định mực nước độ dốc mặt thoáng, đo sâu

Đo vận tốc sau:

1) Thả phao sông từ 10 đến 25 phao (sơng hẹp thả từ bờ sơng lớn dùng thuyền) cách sơng theo nhóm

2) xác định thời gian phao trôi qua tuyến quan sát

3) tuyến đo lúc phao qua cần xác định khoảng cách phao trôi từ điểm mốc ( dây máy đo )

5.9.2 Tính tốn lưu lượng

2) Vẽ phân bố đường thời gian theo chiều rộng , sau định thuỷ trực vận tốc đo sâu

3) Đối với thuỷ trực vận tốc hạ từđường phân bố thời gian phao trôi vận tốc chảy mặt Vi = l/t với t thời gian trôi; l là khoảng cách

4) Theo số đo độ sâu tính thiết diện ướt thuỷ trực Từ vận tốc diện tích xác định lưu lượng tồn phần

5.10 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG BẰNG TÍNH TỐN

Tư tưởng phương pháp diện tích xác định theo tài liệu đo sâu cịn vận tốc xác định theo cơng thức Sezi

v=C RI (5.30)

C - hệ số Sezi thứ nguyên m0,5, R - Bán kính thuỷ lực, I - độ dốc mặt nước Công thức Chezi xác chuyển động với yếu tố thuỷ lực dòng: mặt cắt ướt, độ sâu, chiều rộng, vận tốc, độ dốc không thay đổi theo chiều dài, dòng chảy Trong điều kiện tự nhiên thu kết quản gần

Đối với chuyển động không không dừng cơng thức (5.30 ) khơng áp dùng

5.11 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỂ TÍCH

Phương pháp thể tích áp dụng trường hợp Q ≤ - 10 lít/s. Vì lưu lượng đo trực tiếp nên phương pháp đạt độ xác cao Cơng thức tính tốn là:

Q V t

= với V thể tích chứa dụng cụđo, t - thời gain đo Thể tích dụng cụ đo phụ thuộc vào yếu tố: 1) lưu lượng lớn nhất; 2) mức độ xác việc xác định thể tích thời gian tích luỹ nước; 3) mức độ yêu cầu xác đo lưu lượng

5.12.1 Phương pháp thả chậm chất hoà tan đại biểu

Trên đoạn sông cho tuyến thả người ta tiến hành đổ chất hoà tan thị vào hay vài điểm với lưu lượng không đổi Tuyến đo nằm cách tuyến thả cho khoảng cách đủ để hồ tan hồn tồn chất thị vào nước sơng; tạo chếđộ dịch chuyển dừng

Nếu đoạn sông ta chọn có thểđáp ứng u cầu vậy, thiết điều kiện sau thực là: lưu lượng riêng tuyến đo tuyến thả phải Điều thể qua đẳng thức:

QC0+qC1 =(Q q C+ ) 2 (5.31)

với Q-lưu lượng sơng; C0- nồng độ tự nhiên chất hồ tan nước sông; q-lưu

lượng chất thị; C1-nồng độ hoà tan chất thị; C2- nồng độ chất thị

tuyến đo

Từ (5.31) ta có:

Q q C C C C

= −

−

1 2

(5.32)

Nếu sơng tự nhiên khơng có chất thịđại biểu, có nghĩa C0 = 0 , thì:

Q q C C C

= 1−

2

2 (5.33)

Tuyến thả Tuyến đo

Q,C0 (Q+q),C

2

q,C1

Trong (5.32) (5.33) q C1 biết; C0 C2 xác định đo đạc Như

vậy ta xác định lưu lượng thông qua việc đo nồng độ chất thịđại biểu 5.12.2 Phương pháp thả nhanh chất đại biểu tính lưu lượng

Phương pháp thực khác phương pháp nêu mục 5.12.1 chỗ việc thả chất hoà tan đại biểu với lưu lượng thay đổi thả nhiều lần sông Trong trường hợp không tạo việc dịch chuyển dừng Chất thị lan toả xuống tuyến kiểu đám mây hoạt động rối khuyếch tán Khi đám mây qua tuyến đo, nồng độ chất hồ tan đại biểu C2 sơng tăng dần đến cực đại sau

giảm nồng độ tự nhiên ban đầu C0 sông sơng khơng chứa

chất thịđó

Nếu việc thực ta dẫn cơng thức tính lưu lượng sở lập luận sau:

Qua diện tích sở thiết diện ướt dω có lưu lượng dQđi qua Trọng lượng chất thị m qua diện tích thời gian t biểu diễn qua mối liên hệ:

m dQC d

t

=∫ 2

0

t

dt

t

(5.34)

với C2 nồng độ chất hồ tan nước sơng ( đại lượng thay đổi theo

thời gian)

Toàn chất hoà tan qua thiết diện ướt ω thời gian t bằng:

M dQC

t

=∫∫ 2

0

ω

(5.35)

Với lưu lượng qua diện tích sở khơngphụ thuộc vào t , cịn khơng phụ thuộc vào vị trí diện tích đó, viết:

C dt

t

2

∫

M dQ C d

t

=∫ ∫ 2

0

ω

Khi đó:

M Q C dt

t

= ∫ 2

0

(5.37)

Thể trọng lượng chất thị qua thể tích V nồng độ C1 nó, tức

M= VC1 Cơng thức tính lưu lượng

cuối là:

Q VC C dt

t

= ∫

1

2

(5.38)

Đây cơng thức tính lưu lượng phương pháp thả nhanh

chất đại biểu Hình 5.5 Dụng cụđo hướng dịng chảy

CHƯƠNG ĐO LƯU LƯỢNG BÙN CÁT

6.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

Trong nước luôn chứa lượng chất rắn chất hồ tan Tổng lượng sản phẩm mà dịng nước tải thời gian xác định gọi dòng chảy rắn, phần tử rắn mà nước tải gọi phù sa Phù sa có hạt độ lớn khác nhau, thành phần cịn có chất hữu

Sự xuất dòng chảy rắn dễ bị chi phối q trình bào mịn hố học học Bào mòn học chủ yếu dòng chảy mặt, gió; bào mịn hố học - dịng chảy ngầm Phần phù sa chủ yếu lịng sơng từ lưu vực, phần xói lở lịng bờ sơng

Phù sa sơng gồm có phù sa lơ lửng, phù sa di đáy Sự phân biệt có tính chất quy ước q trình chuyển hố phù sa từ dạng sang dạng khác liên tục Song phân chia cần thiết thiết lập phương pháp nghiên cứu Lưu lượng phù sa lơ lửng ký hiệu R, (kg/s), chất hoà tan S (kg/s) Đo lưu lượng phù sa lơ lửng dựa việc xác độ đục nước ( lượng phù sa đơn vị thể tích nước) Độđục ρđược biển diễn công thức:

ρ= p

V

H106 (6.1)

PH - lượng phù sa lọ mẫu (g); V thể tích lọ mẫu (ml) ρ (g/m3)

Đo phù sa di đáy dựa việc xác định lưu lượng thành phần, có nghĩa lượng phù sa chuyển qua đơn vị chiều dài chu vi cứng lịng sơng 1s, biểu diễn mối liên hệ;

g p

tl

D

=100 (6.2)

t - thời gian quan trắc

3

l - độ rộng khe hở thiết bị lấy mẫu ( cm) Khi đó g (g/m )

Đo lưu lượng chất hoà tan dựa việc xác định khoáng chất nước, tức lượng phần rắn 1đơn vị thể tích α

α = p

V

C106 (6.3)

PC - Phần cứng (g),

V - Thể tích (ml), α(g/m3) Nghiên cứu dịng chảy rắn bao gồm:

+) Xác định dòng chảy năm phù sa lơ lửng, phù sa đáy hợp chất hoà tan với phân bố chúng năm

+) Thành phần phù sa lơ lửng, phù sa đáy theo độ lớn phần tử , lượng chất hữu chứa

+) Thành phần muối chất hoà tan phân bố năm ion ý nghĩa việc xác định lưu lượng phù sa lơ lửng:

- Phục vụ thiết kế vận hành kho nước - Phục vụ giao thông vận tải

- Thuỷ điện, khai thác cơng trình trạm bơm tưới tiêu, lấy nước dùng cho sinh hoạt

Độ lớn phù sa quy định kích thước hạt , thường nhận đường kính trung bình hạt

6.2 CHUYỂN ĐỘNG CỦA PHÙ SA TRONG SÔNG

6.2.1 Chuyển động phù sa đáy Dưới tác động lực dòng chảy phù sa đáy lăn, trượt, nhảy cóc

Trên sơng có đáy cát thường tạo thành địa hình đặc trưng sóng cát Qui mơ sóng cát phụ thuộc vào lưu lượng tốc độ dịng chảy; phù sa trượt theo sóng cát tạo nên q trình

bào mịn bồi lắng liên tục dẫn tới di chuyển cát theo thời gian Sóng cát có có qui mơ chiều rộng sơng

Hình 6.1 Gờ cát đáy

Hình 6.2 Trường vận tốc gờ cát đáy sông

Trên sông miền núi, phù sa đáy có kích thước lớn, hạt di chuyển theo phương thức lăn nhảy cóc tồn chiều rộng sông

6.2.2 Chuyển đông phù sa lơ lửng

thành phần thẳng đứng vận tốc lớn độ lớn thuỷ lực vật lơ lửng Để trì trạng thái lơ lửng hai thành phần cần phải Trong dòng rối gờ đáy tạo nên xốy có trục ngang trơi theo dịng nước mang theo phù sa từ đáy Với chuyển động đồng lượng phù sa lên chìm xuống cân trạng thái động, tức đơn vị thời gian đơn vị mặt cắt số phần tử chuyển hoá từ trạng thái lơ lửng thành phù sa di đáy số phần tử từ phù sa đáy thành trạng thái lơ lửng

Lượng phù sa lơ lửng phụ thuộc vào tốc độ dòng chảy, vào lượng phù sa lưu vực tải xuống lịng sơng Phân bố phù sa tuân theo trạng thái cân Các lớp thường có hạt lớn Chuyển động phù sa mang tính mạch động

6.2.3 Về chế độ đục dòng chảy phù sa sơng

Mỗi sơng có độ đục dòng chảy phù sa khác Lượng phù sa phụ thuộc vào chu kỳ thuỷ văn khác Mùa lũ - phù sa nhiều, mùa kiệt - phù sa Khi lưu lượng nước tăng thường độđục sông tăng Đỉnh chúng sông bé thường xuất trùng nhau; sông lớn thường đỉnh độ đục xuất sớm đỉnh dịng chảy Dịng phù sa trung bình năm thay đổi phụ thuộc vào dao động nước điều kiện khí tượng

6.2.4 Sự khống hố nước dịng vật chất hồ tan

Dịng chảy mang vật chất hồ tan lịng Nhờ có chuyển động rối mà chất hoà tan phân bố đồng thiết diện ướt dịng Chất hồ tan thường bắt nguồn từ nước ngầm, mùa kiệt nồng độ chất hồ tan cao mùa lũ ngược lại Dịng chất hoà tan phụ thuộc vào lượng nước điều kiện địa chất - thổ nhưỡng lưu vực Ngày cịn chịu ảnh hưởng nặng nề chất thải cơng nghiệp

6.3 NGHIÊN CỨU DỊNG PHÙ SA LƠ LỬNG

6.3.1 Dụng cụ lấy mẫu phù sa lơ lửng

b.Dụng cụ lấy mẫu kiểu ngang: ống kim loại hình trụ có dung tích từ 0.5 đến l Hai đầu ống có hai nắp đệm cao su có dây lị so gắn chặt vào miệng ống

6.3.2 Dụng cụ lấy mẫu phù sa đáy

Hình 6.4 Dụng cụ lâý mẫu kiểu ngang Hình 6.3 Dụng cụ lấy mẫu kiểu chai

Dụng cụ lấy mẫu phù sa đáy có nhiều loại, song xem xét kiểu "đôn" kiểu hay sử dụng Việt Nam Gồm phận vỏ bảo vệ, phận điện, cửa vào, phận chứa cát

6.3.3 Đo lưu lượng phù sa lơ lửng Gồm công đoạn chủ yếu sau:

Lấy mẫu nước thuỷ trực vận tốc để tính lưu lượng phù sa

Lấy mẫu kiểm tra để xác định quan hệ độ đục trung bình độ đục thuỷ trực đại biểu

Lấy mẫu để xác định độ lớn hạt phù sa

Số lần đo lưu lượng phù sa lơ lửng năm xác định chế độ sông ngòi mức độ nghiên cứu dòng chảy rắn tuyến đo Trung bình đến năm quan trắc đo khoảng 20 đến 25 lần, sông vùng núi 30 đến 40 lần Số lần đo nhiều có lũ từ 10 đến 12 lần, vào mùa kiệt đo tháng từ đến lần Trong trận lũ số điểm đo không hai lần lúc nước lên hai lần lúc nước xuống

sa số lượng đo phù sa bớt

Nếu tuyến đo nằm đoạn sông với bồi xói mạnh số lần đo phù sa sơng bắt buộc phải dày từ 4-6 lần tháng

Độ xác việc đo đạc tính tốn lưu lượng phù sa với phương pháp thường nằm vào khoảng 10 -15 %

Việc lấy mẫu phù sa có phương pháp sau: phương pháp điểm; phương pháp tổng phương pháp tích

a Phương pháp điểm: mẫu nước lấy điểm riêng biệt thuỷ trực vận tốc dạng: chi tiết; hai điểm điểm (chi tiết: mặt; 0.2h; 0.6h;0.8h; đáy; hai điểm:tại 0.2h 0.8h điểm: 0.6h) Dạng chi tiết áp dụng đòi hỏi tài liệu xác Phương pháp hai điểm áp dụng cho sơng lớn trung bình có độđục khơng lớn từ50-100 g/m

Hình 6.5 Dụng cụ lấy mẫu cọc tải trọng

3 Phương pháp

một điểm dùng cho sơng bé có độđục tương tự

b Phương pháp tổng: mẫu lấy điểm riêng biệt thuỷ trực (0.2h 0.8h )sau đổ chung vào lọ xác định

độ đục tổng cộng Phương pháp dùng với độđục bé 50 g/cm3.

c Phương pháp tích: đưa dụng cụ lấy mẫu chuyển động liên tục theo thuỷ trực từ mặt xuống đáy ngước lại Dùng phương pháp với chuyển động không ngừng yếu tố thuỷ trực thay đổi nhanh

Thể tích mẫu lấy cho lọc, phần

tại lần đo lưu lượng để xác định độ đục Xử lý thô (cân) tiến hành chỗ cịn lọc mẫu tiến hành phịng thí nghiệm

Mẫu xác định độ lớn cấp hạt lấy vào thời kỳđặc trưng (lũ, kiệt) khoảng 4-10 mẫu/năm, mẫu lấy vào đo lưu lượng phù sa thuỷ trực vận tốc đổ vào lọ cho toàn mặt cắt Thể tích mẫu xác định theo cơng thức sau:

V = a.1000

ρ (6.4)

a - Giá trị cần đòi hỏi (g) ρ - độđục g/m3:

6.3.4 Tính lưu lượng phù sa lơ lửng

Gồm có phương pháp đồ giải phương pháp phân tích

a Phương pháp đồ giải: việc tính tốn lưu lượng phù sa lơ lửng tiến hành hình vẽ đồ thị tính lưu lượng nước theo thứ tự sau:

Dựng phân bố độ đục: để làm điều phân bố vận tốc điểm đo vận tốc lấy độ đục theo tỷ lệ độ đục Tỷ lệ dùng để tính tốn cho độ rộng phân bốđó gần độ rộng phân bố vận tốc dòng chảy Khi đưa điểm độđục cần ý đến điểm lệch đột ngột khơng tính đến chúng xây dựng phân bố độ đục

2

Tính toán lưu lượng phù sa đơn vịα (g/m s) theo công thức:

α = ρv (6.5)

Dựng phân bố lưu lượng phù sa lơ lửng đơn vị

Xác định lưu lượng phù sa lơ lửng thành phần r (g/ms), diện tích phân bố lưu lượng đơn vị Được xác định máy đo diện tích kẻ ô

αtb r h

= (6.6)

Dựng phân bố lưu lượng đơn vị trung bình αtb giá trị αtbđược đặt từ

đường mực nước thuỷ trực theo tỷ lệđã đặt α phân bố vận tốc chép cho tất thuỷ trực (vận tốc - nhập từ số liêụ ; lại - hạ từđồ thị)

Dựng phân bố lưu lượng thành phần cách thêm từ đường mực nước thuỷ trực vận tốc mà trước nhập Đối với thuỷ trực đo sâu lưu lượng thành phần tính cách nhập αtb với độ sâu giá trị r

đưa lên hình vẽ

Xác định lưu lượng phù sa lơ lửng diện tích lưu lượng thành phần ( máy đo hay ô vuông ) kg/s, sau

tính độđục trung bình sơng: Hình 6.7 Dụng cụ lọc mẫu phù sa ρtb R

Q

= 1000 (6.7)

Với R - lưu lượng phù sa kg/s; Q - lưu lượng nước m3/s với ρtb - g/m3 Ngoài người ta cịn tính độ đục trung bình thuỷ trực vận tốc

ρtbTT

ρtbTT r q

= (6.8)

b Phương pháp phân tích: Phương pháp phân tích phù sa lơ lửng tiến hành theo cơng thức, phụ thuộc vào phương pháp lấy mẫu nước để xác định độ đục Nếu dùng phương pháp điểm trước hết cần tính lưu lượng trung bình, lưu lượng đơn vị phù sa thuỷ trực vận tốc Đối với việc người ta áp dụng cơng thức tính vận tốc trung bình dịng chảy

αtb =α0 2+α0

2

, , (6.9)

Với α0,2 lưu lượng phù sa đơn vị điểm 0,2h tính α0,2 = v0,2.ρ0,2

Tương tự với α0,8 = v0,8.ρ0,8

Với việc lấy mẫu phù sa điểm: = α

αtb 0,6 (6.10)

Nếu tính theo phương pháp lấy mẫu chi tiết cơng thức tính lưu lượng phù sa trung bình thuỷ trực là:

= 0,1(α

αtb m + 3α0,2 + 3α0,6 + 2α0,8 + αd) (6.11)

Sau xác định lưu lượng trung bình đơn vị cho thuỷ trực, phù sa lơ lửng toàn có:

R= ⎛k + + + + n + n n +k n

⎝⎜

⎞ ⎠⎟

−

−

0 001

2

1 1

, ω α α α ω L α α ω α ωn (6.12)

Hoặc:

R= ⎛ Q + + Q + + n + n Qn + n

⎝⎜

⎞ ⎠⎟ −

− 001

2

1 1

, ρ ρ ρ L ρ | ρ ρ Qn (6.13)

α1, αn lưu lượng trung bình đơn vị phù sa lơ lửng thuỷ trực vận tốc

k - hệ số tính lưu lượng nước ω - Diện tích trắc diện thành phần ρi - độđục thành phần

Qi - lưu lượng thành phần

Có thể tính lưu lượng phù sa biết độ đục trung bình lưu lượng nước qua công thức:

6.3.5 Tính tốn dịng chảy phù sa lơ lửng

Dịng chảy phù sa lơ lửng tính phương pháp Phương pháp thứ dựa việc sử dụng tài liệu vềđộ đục mẫu nước đơn vị hàng ngày ρtb mối quan hệ độ đục mẫu đơn vị ρdv độ đục trung bình sơng

ρtb=f(ρdv). Phương pháp thứ hai dựa việc sử dụng mối quan hệ lưu lượng

phù sa lưu lượng nước R = f(Q)

Phương pháp thứ phổ biến coi sở cho phép xác định dịng phù sa theo số lượng vừa phải lưu lượng phù sa lơ lửng đo (10 - 15 lưu lượng/năm) Việc áp dụng phương pháp thứ hai bị hạn chế quan hệđáng tin cậy lưu lượng phù sa lưu lượng nước R = f(Q) thiết phải có số lớn lưu lượng phù sa đo Thường số lần đo phải 20 - 40 lưu lượng phù sa/năm, xảy vào kỳ quan trắc trạm tiến hành công tác đo đạc thuỷ văn theo chương trình đặc biệt

a) Tính dịng phù sa lơ lửng theo độ đục mẫu đơn vị hàng ngày mối liên hệ độ đục mẫu đơn vị độ đục trung bình sơng Khi tính tốn dịng phù sa theo phương pháp người ta sử dụng số liệu sau:

1) Độđục mẫu nước đơn vị hàng ngày ρdv

2) Độđục trung bình mặt cắt ρtb

3) Độđục mẫu đơn vị kiểm traρdvkt

4) Lưu lượng nước

Tính tốn dòng tiến hành theo sau:

1) Dựng đồ thị trình năm độđục đơn vị (sử dụng số liệu vềđộđục đơn vị hàng ngày cho năm) Đồ thị dựng đồng thời với đồ thị năm lưu lượng nước Thông thường Q tăng → R tăng Khi xét thời điểm xuất cực trị lưu lượng nước phù sa ta thấy TQmax chậm TRmax ( sơng lớn

và trung bình ), cịn TQmaxđồng thời TRmax ( sông bé )

= f(ρ

3) Tính lưu lượng phù sa chục ngày Rtb10trung bình phù sa lơ lửng:

Rtb10 Rtbn

1 10

0 001

= , ∑ , (6.15)

Với Rtbn lưu lượng phù sa trung bình ngày

4) Tính dịng phù sa lơ lửng: Để làm việc trước hết phải tính giá trị dịng chảy phù sa theo chục ngày sau cách lấy tổng để xác định giá trị dòng chảy năm Để thu dòng chảy phù sa theo chục ngày cần phải xác định trước lưu lượng phù sa (trung bình theo chục ngày ) nhân với số giây chục ngày có nghĩa 8,64.105 Những tính tốn tiến hành chục ngày năm, giá trị thu cộng lại Dòng chảy phù sa lơ lửng năm thường đo đơn vị tấn/năm

b Tính tốn dịng chảy phù sa lơ lửng theo đồ thị lưu lượng nước lưu lượng phù sa: Phương pháp áp dụng có số lượng lần đo lưu lượng phù sa lớn tất pha chếđộ thuỷ văn, có nghĩa lúc lũ lên, đỉnh lũ vào mùa kiệt Khi tuân theo điều kiện là: đoạn mối phụ thuộc R = f (Q) khái quát đầy đủ Phương pháp giới thiệu áp dụng tính dịng chảy phù sa sơng lớn trung bình Khi tính tốn dịng phù sa tuyến đập sơng có chỉnh trị phương pháp khơng dùng

Để tính dịng phù sa người ta dùng đồ thị liên hệ đại lượng thực đo lưu lượng nước lưu lượng phù sa lơ lửng đồng thời

Trong phân bố điểm đưa lên ta thấy quy luật cho phép dẫn đường cong mềm mại - đường cong thường hay có dạng ngịi bút đường cong phức tạp gồm nhánh tương ứng với lũ: nhánh phải - nước dâng, nhánh trái - nước xuống; nhánh tương ứng với thời gian khác

Để tính tốn dịng phù sa từ đồ thị dựng người ta hạ giá trị lưu lượng phù sa trung bình ngày theo giá trị nước trung bình ngày

Dịng chảy năm phù sa thu cách cộng giá trị tính tốn dịng phù sa tất chục ngày năm

Khi tính tốn dòng phù sa lơ lửng nhiều năm thiết với năm phải có đồ thị quan hệρtb = f(ρdv) R=f(Q) Trong số trường hợp mối quan hệ

này có khả ổn định, khi cần thiết tiến hành tính tốn dịng chảy phù sa năm cho năm trước

6.4 NGHIÊN CỨU PHÙ SA ĐÁY

6.4.1 Các dụng cụ để lấy mẫu phù sa đáy

Muốn đo bùn cát điểm đáy sơng ta đưa máy xuống điểm Khi máy chạm đáy sơng cửa mở, sau thời gian đủ dài kéo máy lên ghi lấy thời gian đo Thời gian đo phụ thuộc vào lượng bùn cát điểm đo nhiều hay để quy định Thơng thường điểm điểm lấy mẫu từ50 - 750 g

6.4.2 Đo tính lưu lượng phù sa đáy Tính toán phù sa đáy a) Đo lưu lượng phù sa đáy: Số lượng lần đo

lưu lượng phù sa đáy tuỳ thuộc chế độ sơng (khơng 10 ngàn lần năm, có lũđo dày hơn) Đo phù sa đáy đồng thời với đo lưu lượng nước đo lưu lượng phù phù sa lơ lửng Mẫu phù sa đáy lấy thuỷ trực đo vận tốc Để phân tích độ thơ người ta khơng lấy mẫu riêng mà dùng ln mẫu đo thể tích b Tính tốn lưu lượng phù sa đáy: thường lưu lượng phù sa đáy tính theo phương pháp phân tích, song số trường hợp người ta dùng phương pháp đồ giải để nhìn trực quan Phương

pháp phải tính sơ lưu lượng phù sa thành phần thuỷ trực theo cơng thức:

Hình 6.9 Dụng cụ lấy phù sa Moltranov

g p

tl

d

Lưu lượng toàn phần phù sa đáy G:

G= ⎛g b +g +g b + +gn +gn bn + gn bn

⎝⎜

⎞ ⎠⎟ −

− 001

2 2

1

0 1

, L (6.17)

g1, g2, gn - lưu lượng thành phần g/m.s

b1, bn - khoảng cách thuỷ trực b0, bn - khoảng cách mép nước

các thuỷ trực gần bờ

Với phương pháp đồ giải cần phải dựng phân bố lưu lượng thành phần theo chiều rộng sông Diện tích xác định máy kẻ

c Tính dịng chảy phù sa đáy: cần dựng đồ thị G = f (Q)

- Nếu G= f (Q) chặt chẽ (độ phân tán điểm nhỏ ) người ta dẫn đến đường cong ( lồi phía trục Q) dùng để tính tốn

Nếu G = f(Q) có độ phân tán điểm lớn khơng thể dẫn đường cong cần đưa thêm giá trị độ dốc mặt nước, tốc độ bình qn dịng chảy độ sâu trung bình dẫn hệ vào đường cong tham số

CHƯƠNG ĐO MẶN, ĐO NHIỆT ĐỘ, MÀU SẮC VÀ ĐỘ TRONG SUỐT CỦA NƯỚC

Công tác đo mặn tiến hành trạm sông khu vực có ảnh hưởng thủy triều

7.1 KHÁI NIỆM VỀĐỘ MUỐI VÀ ĐỘ MẶN

7.1.1 Độ muối

Độ muối là tổng loại muối có 1000 gam nước biển nhiệt độ 4800C (gồm muối các-bon-nát bị xi hố , I-, Br-, Cl

Thường người ta xác định độ muối qua lượng ion Cl- mẫu nước

C(%o) = 0,030 + 1,8050 Cl (%o) (7.1)

Cl = (%o) Độ Clo tính (%o)

Đây công thức xác định mối quan hệ đại lượng nước biển đại dương Trong sông công thức dùng việc xác định lượng NaCl loại muối có tỷ trọng lớn muối biển gọi độ mặn

7.1.2 Độ mặn

Là tổng số gam muối NaCl gam nước biển, g/1000g kí hiệu S Để xác định độ mặn thường dựa vào mối quan hệ Clo độ mặn sau:

S = 1.65 Cl (7.2)

Cl = 0.607 S (7.3)

7.2 VỊ TRÍ VÀ PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU

7.2.1 Thuỷ trực lấy mẫu

Ở trạm thuỷ văn cấp I, II có đo mặn đường thuỷ trực lấy mẫu trùng đường thuỷ trực đo lưu tốc

Ở trạm thuỷ văn cấp III (các trạm thuỷ văn đo mặn) thuỷ trực bố trí chỗ có dịng chảy rõ rệt, chỗ dịng chính, đa số trùng với thuỷ trực đo lưu tốc

Nếu giả sử không trùng xác định thuỷ trực đại biểu đo mặn sau: - Đo số lần độ mặn đặc trưng (lớn nhất, nhỏ nhất, trung bình) tồn mặt cắt ngang

Smn

- Tính độ mặn bình quân mặt ngang ( )

Stt

- Chọn sốđường thuỷ trực độ mặn tính

Smn Stt

Lập quan hệ , chọn tiếp tuyến đại biểu với quan hệ có sai số bé 7.2.2 Vị trí điểm lấy mẫu thuỷ trực

Thường người ta có phương pháp điểm điểm - Phương pháp điểm gồm điểm: mặt, 0,5h, đáy.

- Phương pháp điểm gồm điểm: mặt, 0,2h, 0,4h, 0,6h, 0,8h, đáy Chủ yếu người ta thường đo điểm sai số hai phương pháp không đáng kể

7.2.3 Dụng cụ lấy mẫu

- Chai có nút dụng cụ lấy bùn cát kiểu ngang

Chú ý: Khi lấy mẫu cần đọc mực nước, nhiệt độ , thời gian đo, vị trí đo

7.3 CHẾĐỘĐO MẶN

-Lấy mẫu cần vào chếđộ thuỷ triều mà quy định chếđộ đo cụ thể vào kỳ triều đặc trưng Đo mặn cần tiến hành cho thu độ mặn lớn nhỏ nhất, lần đo từ - từ chân triều đến đỉnh triều

7.4 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH XÁC ĐỊNH ĐỘ MẶN

7.4.1 Dụng cụ phân tích

Gồm có bình định mức , ống dung lượng, ống hút ống nhỏ giọt a Bình định mức:

Bình định mức làm thuỷ tinh, gồm loại 1000, 500, 200 100 ml Trước dùng phải rửa1 -2 lần nước 2 -3 lần nước cất , thơng thường để pha dung dịch có nồng độ xác định trước

Khi xác định dung tích dung dịch Ko cầm tay tránh tăng dung tích dung dịch nhiệt độ Khi pha dung dịch nên dẫn nước cất vào tới dung dịch tan hết với thể tích dung dịch = 3/4 dung tích định mức thơi

b ống hút : làm thuỷ tinh có hai loại: Loại có bầu loại chia độ Dùng để đưa thể tích dung dịch từ bình sang bình

c ống dung lượng: làm thuỷ tinh hình trụ có đáy có khắc vạch dung tích từ5,10,15,25,50,100,200,500,1000 mlđểđong thể tích dung dịch có độ xác cao

d ống nhỏ giọt: Thuỷ tinh có khắc độ (ml) phần nhỏ dần có khố đóng mở , vạch 00ở , sử dụng ống cần tháo khoá rửa nước cất tráng dung dịch AgNO3

7.4.2 Hoá chất cách pha chế

a Dung dịch ni tơ rát bạc N 0,0855: Lấy tinh thể AgNO3 1200C

2h để nguội trung bình hút ẩm 45 phút cân 14,533 g với nước cất cho vào bình định mức lít ( Nước cất lần ) giữ chỗ tối tránh ánh sáng làm phân giải dung dịch Muốn pha AgNO3 N = 0,01712 lấy AgNO3 N = 0,0855 pha thêm lần thể tích

b Dung dịch chuẩn NaCl N = 0,0855:

Cân xác 5g NaCl ( sấy khô nhiệt độ 1200C để bình hút ẩm 45 phút ) hồ tan với lít nước cất

c Dung dịch K2Cr2O4 10%

Cân 10 g tinh thể K2Cr2O4 hoà tan với 100 ml nước cất

d Điều chỉnh nồng độ dung dịch AgNO3:

Lấy 10 ml dung dịch NaCl N = 0,0855 giọt thị màu K2Cr2O4 10%

Dùng AgNO3 nhỏ giọt để kiểm tra phản ứng Thí nghiệm lần sai khơng q 0,1

ml nồng độ nhỏ, nhỏ 9,8 ml nồng độ lớn Cách điều chỉnh gồm: Nồng độ lớn: Pha thêm nước cất theo công thức:

ΔV V V

V

= (10− 1

)

(7.4)

V1 - lượng AgNO3 bình quân dùng nhỏ giọt ( ml )

V - Thể tích dung dịch AgNO3 cần điều chỉnh

Nếu nồng độ AgNO3 nhỏ thêm tinh thể AgNo3 theo công thức:

ΔG V V

V

= (10− 1)×14 533,

1

(7.5)

7.4.3 Các bước phân tích để xác định độ mặn 1.Dung dịch nước mẫu phân tích

Độ mặn (%o) Nồngđộ AgNO3 Thể tích nước mẫu V ml (N)

N x58,45 = P

5 pha thêm 15 ml nước cất

>1,000 0,0855

20

0,0855 0,250÷1,000

20

0,01712

1

0,01712 50÷100

<0,250

2 Các bước phân tích mặn

a) Trước phân tích -2 đem mẫu nước dụng cụ phân tích để bàn cho nhiệt độ chúng nhiệt độ phòng

b) Xác định độ pH ( dùng giấy thử pH) Nếu pH < 6,5 dùng dung dịch Na2CO30,1 N trung hoà để đưa pH khoảng Nếu pH>10 dung dịch H SO2

0,12N để trung hồ đưa pH ≈7 Nếu pH = 7,5÷10 khơng cần điều chỉnh độ pH c) Cho dung dịch AgNO vào ống nhỏ giọt đến vạch khắc độ "0"

d) Dùng ống hút hút mẫu nước cho vào tam giác đ) Cho vào nước mẫu giọt thị màuK2Cr2O4

e)Dùng dung dịch AgNO3nhỏ giọt, đến điểm tới (nước mẫu chuyển sang

màu hồng nhạt) ghi lấy lượng AgNO3đã nhỏ giọt 3 Các bước tính tốn độ mặn

a) Độ mặn điểm đo:

-Hàm Cl tính theo công thức sau:

Cl W N

V

− = × ×35 5, ×1000

(7.6)

N - Nồng độ dương lượng dung dịch AgNO3

V - Dung tích nước mẫu dùng để phân tích (ml) 35,5 - đương lượng Cl

1000 - sốđổi g từmg. Nếu gọi P' = Nx35,5 Cl-được xác đinh:

Cl W P V

− = '.1000 (7.7)

Khi N = 0,0855 P' = 0,607 - Độ mặn tính theo cơng thức:

NaCl W N V

= × ×58 45, ×1000 (7.8)

Trong ký hiệu W, N, V công thức; 58,45 - đương lượng NaCl Nếu gọi P = Nx58.45 độ mặn tính:

NaCl W P V

= × ×1000 (7.9)

Khi N = 0,0855 P = 5,00

N = 0,01712 P = 1,0

Khi xác định độ mặn trước hàm lượng Cl- xác định sau: Cl-= 0,607NaCl

Nồng độ dung dịch AgNO

Thể tích nước mẫu phân tích (ml)

Cơng thức tính lượng muối NaCl (độ mặn) mg/l

Công thức hàm lượng Cl

-3(N) (mg/l)

607W 1000W

0,0855

2 0 ⎧ ⎨ ⎩ ⎧ ⎨ ⎪ ⎩ ⎪ 151,8W 250W 30,35W 50W 0,01712 12,14W 20W 6,07W 10W

b) Độ mặn bình quân thuỷ trực: Đo điểm:

Stt = Smat + S0 5h + Sday 3

,

(7.10)

Stt = Smat + S0 2h + S0 4h + S0 6h +S0 8h + Sday 6

, , , ,

(7.11)

c) Độ mặn bình quân mặt ngang:

- Trường hợp đo mặn đồng thời có đo lưu lượng nước mặt ngang:

S

S Q S S Q S S Q S Q

Q mn n n m n = + +

+ + − + − + n

1 2 12

(7.12)

Trường hợp đo mặn không đo lưu lượng:

S S S S S

n

mn = + 2+ n−1 + n (7.13)

Trong công thức thì:

S1, S2, Sn - độ mặn bình quân thuỷ trực số 1, 2, n

Q1, Q2, Qn - lưu lượng nước phận thuỷ trực đo lưu tốc đo mặn 4 Phân tích độ chua (pH)

a)Khái niệm chung: Độ chua nước thiên nhiên tồn a xít hữu tự do, khí cácbonníc chưa hố hợp loại kiềm yếu tạo thành chủ yếu định tỷ lệ nồng độ ion axít mạnh kiềm yếu

Trị số pH nồng độ ion H+ ( gốc a - xít ) nước hệ số tuyệt đối nhỏ nên người ta dùng logarit số nghịch đảo nồng độ pH Tức là:

pH

H = log +

[ ]

1

(7.14)

Khi pH = - nước trung bình pH > - kiềm

pH< - axít

b) Phương pháp xác định độ chua pH

Phương pháp thông dụng xác định độ pH nước ta dùng máy đo pH Sau giới thiệu phương pháp dùng giấy thử pH phương pháp dễ làm, độ xác đáp ứng yêu cầu sản suất nghiên cứu khoa học

Nguyên lý chung phương pháp: Mẫu nước có trị số pH khác gặp giấy thử pH xuất màu sắc khác Muốn xác định độ pH ta dùng mảnh giấy thử pH nhúng vào nước mẫu cho ướt lấy để khoảng phút màu lên rõ đưa so sánh với thang mẫu pH có sẵn Từ xác định độ pH nước mẫu

7.5 ĐO NHIỆT ĐỘ NƯỚC

1) đo đạc cách có hệ thống hàng ngày chỗ cố định - vùng gần bờ hay sông

2) đo đồng nhiệt độ nước vài điểm dọc theo sông theo chiều rộng sơng

Vị trí đo nhiệt độ nước sông chọn tuyến đo, gần trạm đo, nơi có dịng chảy với độ sâu khơng nhỏ 0,3-0,5 m. Gần vị trí đo khơng có nước thải cơng nghiệp nguồn nước khống Chọn vị trí đo cho nhiệt độđiểm đo khác với nhiệt độ trung bình tồn mặt cắt đoạn sơng nơi đặt trạm Điều cần phải tuân thủ cách đo đồng

Nếu sông hẹp 10 m nơng đo nhiệt độ tiến hành chỗ có dịng chảy sâu

Vi nhiệt kế cho phép đọc nhiệt độ với độ xác tới 0,01 0C khoảng -0,8 đến +1,20C

Khi đo nhiệt độ ban đầu cần tuân thủ bước xử lý sau:

1) Chỉnh lý sốđo theo dụng cụđo 2) Tính tốn nhiệt độ trung bình ngày theo trạm đo

Hình 7.1 Dụng cụ đo nhiệt độ

điện (vi nhiệt kế) 3) Tính tốn nhiệt độ trung bình

chục ngày, nhiệt độ trung bình tháng Xây dựng đồ thị biến trình nhiệt độ theo thời gian

4) Phân tích kết quan trắc 5) Lập bảng nhiệt độ nước

Với C - Nhiệt dung riêng nước 1000 kcal/(m3.0C) Q- Lưu lượng nước qua tuyến đo ti - Nhiệt độ nước

2 Nhiệt kế đo sâu dùng để đo nhiệt độ nước tầng sâu có bọc sắt để bảo vệ (H.7.2)

Các bước xử lý ban đầu nhiệt độ nước tầng sâu gồm: 1) Xây dựng phân bố vận tốc theo

độ sâu điểm đo

2) Xây dựng đồ đẳng nhiệt cho toàn mặt cắt

3) Phân tích trữ lượng nhiệt thuỷ vực

7.6 XÁC ĐỊNH MÀU SẮC VÀ ĐỘ TRONG

SUỐT CỦA NƯỚC

Nghiên cứu màu sắc nước, nhưđộ suốt điều kiện dừng

thường tiến hành thuỷ trực cốđịnh Màu sắc nước thường xác định nhờ so sánh chất hoà tan làm thang chuẩn màu sắc với màu nước Thường có màu : xanh đậm, xanh màu gạch

Hình 7.2 Dụng cụ đo nhiệt độ nước tầng sâu

Độ suốt nước thường xác định nhờ đĩa màu trắng thả xuống nước Độ sâu cịn nhìn thấy đĩa phản ánh mức độ suốt nước Độ sâu quan sát đĩa lớn độ suốt nước cao

Tập hợp số liệu màu sắc nhưđộ suốt nước cần phải xử lí thơ ban đầu lập bảng đưa vào niên giám

7.7 XÁC ĐỊNH CHẤT LƯỢNG NƯỚC BẰNG MÁY ĐO HIỆN SỐ

Phần

CHỈNH BIÊN TÀI LIỆU

GIỚI THIỆU

Trong đo đạc thuỷ văn số liệu đo đạc thường có sai số điều kiện đo khơng phù hợp tuyến đo, sai số xảy lần đo tuyến Đểđược số liệu đồng hạn chế sai số cần chỉnh biên số liệu đo đạc xong

Mục đích cơng tác chỉnh biên tài liệu thuỷ văn là:

1 Chỉnh sửa sai số tài liệu gốc nhằm nâng cao chất lượng tài liệu Phân tích, tính tốn khái qt q trình thay đổi tượng thuỷ văn Nghiên cứu quy luật thay đổi yếu tố thuỷ văn để có phương pháp đo hợp lý nhất, giảm nhẹ chi phí nhân lực cho tài liệu có độ xác cao

4 Kéo dài, bổ sung tài liệu lưu lượng nhờ tài liệu đo mực nước Nội dung khái quát công tác chỉnh biên tài liệu thuỷ văn: Phân tích số liệu đo đạc

2 Nội suy số liệu: phương pháp nội suy người ta có thểđưa q trình thay đổi tượng thuỷ văn không liên tục theo thời gan không gian

3 Tổng hợp số liệu nhằm mục đích sử dụng bảo quản, lưu trữ số liệu thuận tiện Yêu cầu công tác chỉnh lý

1 Kỹ thuật:

- Phương pháp phân tích phải có sở khoa học

- Nhằm giảm nhẹđược đo đạc, tiết kiệm nhân lực, đam bảo thu thập số liệu tốt, tựđộng hoá đo đạc Kết hợp đo đạc với sử dụng phương pháp tính toán đại

Xu phát triển chỉnh biên tài liệu thuỷ văn:

CHƯƠNG CHỈNH LÝ SỐ LIỆU MỰC NƯỚC

8.1 MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ

Mực nước yếu tố thuỷ văn sử dụng phổ biến ngành có liên quan đến nguồn nước Cơng việc đo mực nước tương đối đơn giản có thểđo nhiều lần cho ngày phải đảm bảo thể thay đổi liên tục mực nước theo thời gian

Mục đích cơng tác chỉnh lý số liệu mực nước thực đo kiểm tra, phát sửa chữa sai số đo đạc tính tốn, tổng hợp số liệu để sử dụng lưu trữ định chếđộđo hợp lý Có thể theo dõi sơđồ sau:

Nâng cao chất lượng Tổng hợp chếđộ đo hợp lý

Cung cấp cho ngành khác

Mực nước thực đo

Đề xuất yêu cầu Định chếđộđo

hợp lý

Hình 8.1 Sơđồ chỉnh lý số liệu mực nước Nhiệm vụ công tác chỉnh biên:

- Phân tích sửa chữa, bổ sung mực nước H

- Tính mực nước đặc trưng : mực nước cực đại(Hmax), mực nước thấp

(H ), chênh lmin ệch mực nước(ΔH) mực nước bình quân (H) cường suất mực nước Δ

Δ

- Tổng hợp thuyết minh tài liệu

8.2 NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI SỰ THAY ĐỔI CỦA MỰC NƯỚC VÀ NHỮNG MỰC NƯỚC THƯỜNG DÙNG

8.2.1 Nhân tố ảnh hưởng

Mực nước sơng ngịi ln biến đổi, thay đổi mực nước nhiều nguyên nhân gây Các chu kỳ lạnh chu kỳ nóng vũ trụ thường kéo theo gia tăng hay giảm dòng chảy Sự thay đổi của mực nước (H) năm phụ thuộc nguyên nhân cụ thể lượng mưa rơi bề mặt lưu vực xạ mặt trời năm chi phối Sự thay đổi mực nước ngày phụ thuộc chủ yếu thuỷ triều, gió hoạt động cơng trình bề mặt lưu vực gây nên Tài liệu mực nước đo có đặc điểm số liệu nhiều dễ bị sai đo đạc ghi chép

8.2.2 Mực nước thường dùng

- Mực nước bình quân thời đoạn: Đặc điểm số liệu phụ thuộc vào yêu cầu tính tốn H H Hng, th, n

Mực nước bình qn theo khơng gian: theo đoạn sơng, nhánh sông , hai bờ v.v

- Mực nước cao nhất, thấp thời đoạn biểu thị dao động mực nước thời đoạn

- Chênh lệch mực nước ΔH trận lũ , thời gian triều lên triều xuống

8.3 PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA SAI SỐ CỦA MỰC NƯỚC THỰC ĐO

Phương pháp thường dùng phương pháp so sánh, nhận xét đường trình H = f(t) nhiều trạm hệ thống sông

Vẽ H = f(t) nhiều trạm biểu đồ phải đảm bảo yêu cầu sau:

- Vẽđồng tỷ lệ thời gian

- Tỷ lệ mực nước phụ thuộc vào dao động mực nước trạm mà chọn cho dễ so sánh

- Với mức độ xác đến 0,5 mm tỷ lệ thời gian chọn nhỏ 1 mm ≈ 2 tỷ lệ mực nước H khơng nên nhỏ 1 : 20.

- Có biểu đồ H = f(t), vào tính chất chung tính chất đặc biệt thay đổi H sông với nhân tố ảnh hưởng tới thay đổi phạm vi sông quan trắc mà kiểm tra

- Mực nước thực đo coi hợp lý dạng quan hệ H = f(t) thể tính chất chung tính chất đặc biệt đoạn sơng quan trắc

8.3.1 Tính chất chung thay đổi mực nước sông

a) Tính chất đổi dần Mực nước thay đổi ảnh hưởng lũ triều thể tính chất đổi dần qua giai đoạn: nước dângdH

dt >0

dH dt =0 , nước đứng , nước rút dH

dt <0

Đối với sơng miền núi sơng ảnh hưởng triều mạnh có giai đoạn nước đứng ngắn từ - 10 phút nên chế độ đo H cách với giờđo lần không biểu thị giai đoạn nước đứng

c) Tính chất tương ứng. Sóng lũ, sóng triều truyền theo dọc sơng tạo nên thay đổi mực nước mặt cắt hệ thống sơng tương ứng lệch pha thời gian truyền lũ, truyền triều Tính chất thể rõ sơng khơng có tượng giao thoa sóng lũ, sóng triều khơng có lượng gia nhập khu

Nếu H = f(t) thời gian nhiều mặt cắt đoạn sơng có dạng tương tự nhau, chứng tỏ mực nước mặt cắt có thời gian thay đổi tương

ứng

d) Tính chất chênh lệch thuận

Quan hệ H = f(t) thời gian nhiều mặt cắt hệ thống sông vẽ hệ trục toạđộ tỷ lệ đường không cắt với điều kiện mặt cắt chuẩn Bởi nước chảy sơng chênh lệch mực nước theo chiều dọc sông nên mực nước mặt cắt theo chiều nc chy s thp dn

H

t(ngày) Hình 8.2 Đờng quan hệ H=f(t) trạm Phả Lại s

Thái Bình

8.3.2 Tớnh cht c bit ca s thay đổi mực nước sơng Nhữngtính chất tương phản tính chất chung là:

b Tính chất điều tiết kém Tại sơng lịng sơng bị thu hẹp dẫn đến khả lũ kém, tạo tượng nước dâng làm cho biên độ lũ mặt cắt khu vực nước dâng lớn biên độ lũ mặt cắt khu vực thượng lưu Hiện tượng cịn thể đoạn sơng có nước bổ sung thêm dọc sơng, biên độ lũ tăng theo hướng dọc sơng Với sơng hình loa, thuỷ triều truyền vào sông dễ dàng đoạn thu hẹp có tượng nước dồn làm cho biên độ triều đoạn lớn biên độ triều mặt cắt vùng cửa sơng Với đoạn sơng có nhiều nhánh nhập lưu xảy tượng giao thoa sóng lũ nhánh nên hình thành dạng lũ đặc biệt mà thời gian nước dâng dài hH ơn thời gian nước rút

H=f(t) dao động theo dạng lũ

H=f(t) dao động kết hợp lũ triều

Thời gian

Hình 8.3 Đường quan hệ H=f(t) không tương ứng đoạn sông chuyển tiếp lũ triều

c.Tính chất khơng tương ứng. Những đoạn có nhiều sơng nhánh, nhập lưu, thời gian cấp nước tỷ lệ lượng nước nhánh không đồng nhất, tạo nên

Chảy xuôi

Chảy ngược Không

chảy H

L Đường cong

mặt nước lõm

tượng mực nước dao động không tương ứng mặt cắt hệ thống sơng Hiện tượng cịn xảy sông chuyển tiếp, vùng ảnh hưởng lũ ảnh hưởng triều mặt cắt cách không xa xảy tượng mặt cắt mực nước dao động theo dạng lũ, mặt cắt mực nước chuyển động theo dạng kết hợp lũ lẫn triều

d Tính chất chênh lệch ngược. Hiện tượng xảy trường hợp có

tác dụng nước nhảy,

Đoạn sông ảnh hưởng triều có chuyển tiếp hướng chảy xi (từ nguồn biển) hướng chảy ngược (từ biển vào sơng) có tượng chênh lệch ngược Bởi đường mặt nước cách tương đối xa

8.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA CÁC SAI SỐ CỦA MỰC NƯỚC (H) THỰC ĐO

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến sai số mực nước H thực đo Nhưng sai số chia hai loại:

+ Sai số chủ quan: bao gồm sai số tính sai, đo sai ( kể sai số ảnh hưởng điều kiện thời tiết), dẫn cao độ sai ghi sai số liệu thước đo mực nước

+ Sai số khách quan: Bao gồm sai số máy tự ghi, biến động, hỏng hóc Căn dạng quan hệH = f(t) nhận xét nguyên nhân sai số:

Nếu quan hệ H = f(t) có bước nhảy tạo nên dao động không tương ứng ( so trạm trạm dưới) rõ nét tượng đo tính sai, chép sai, đo sai Bởi tượng đo sai, ghi sai, tính sai xảy thời điểm, khơng có tính quy luật

Nếu quan hệH = f(t) có bước nhảy gián đoạn giữđược dạng dao động tương ứng với trạm sai số H thực đo dẫn sai độ cao, ghi sai số hiệu thước nước Loại sai số có tính chất hệ thống với nhiều mực nước liên tiếp

Sửa chữa sai số tiến hành theo bước sau:

- Nếu dẫn sai độ cao, ghi sai số hiệu thước đo mực nước cần hiệu chỉnh số liệu mực nước theo số liệu độ cao thước ghi Loại bỏ H sai bổ sung Hđúng theo cách sau:

8.4.1 Nội suy Hđ H thời đoạn c

Thường người ta nội suy theo xu thay đổi (đường thẳng) biểu thức nội suy:

H H H H t t t t

t d c d

c d

d

= = −

( ) (8.1)

Bớc nhảygián đoạn

B−íc nh¶y kÕ tiÕp

Thêi gian t H

Hình 8.5 Sai số tính sai, đo chép sai, đo sai (a) sai số dẫn cao độ sai sai số niệu th−ớc đo (b)

b) a)

Trong đó:

Ht - Mực nước thời điểm cần tính

Hđ - Mực nước đầu thời đoạn

Hc - Mực nước cuối thời đoạn

tđ, tc - Thời điểm đầu cuối thời đoạn

t - Thời điểm thời đoạn tính tốn nội suy

8.4.2 Tính theo quan hệ tương quan mực nước H trạm cùng hệ thống sông

rút, nước đứng dao động chập chờn) Thường người ta dùng quan hệ tính bổ sung cho thời điểm nước cực trị (chân lũ, đỉnh lũ, chân triều, đỉnh triều)

- H

Ta có Htrên đo thời điểm, ta lại có Htrên - Hdưới sau thời gian chảy

truyền

Tuỳ đặc trưng đoạn sông mà quan hệ có dạng đường thẳng hay đường cong

Nếu sai số dẫn cao độ ghi sai số liệu thước nước sai số số, cần xác định sai số cộng trừ sai sốđó cho ta số liệu Hđúng

Tính vẽ đường luỹ tích mực nước bình qn ngày

Đường luỹ tích nhằm phục vụ nhu cầu khai thức sử dụng nguồn nước giao thơng, xây dựng cơng trình thuỷ, phịng chống lụt

H ( P h ả L i )

H ( C t K h ê )

9 0 0 0

6 0 0 0

7 0 0

5 0 0

H × n h T−¬ n g q u a n m ù c n−í c ® Ø n h t r i Ị u c đ a h a i t r m P h ả L i v C t K h ê t r ê n s ô n g T h i B × n h

Các bước tiến hành:

Biết số liệu H ngày năm X trạm Y - Phân cấp H bình quân ngày

- Căn vào số liệu tính ΔH mực nước bình qn ngày cao với mực nước ngày thấp

Và chia khoảng 20 - 30 cấp

Bảng 9.1 Bảng thống kê cấp mực nước để xây dựng đường luỹ tích H Số ngày H xuất tháng

Cấp Số Số

mực nước

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII ngày

từng cấp

ngày luỹ tích - Tính số ngày H xuất cấp

- Tính số ngày luỹ tích

- Vẽ đường luỹ tích Tuỳ yêu cầu thực tế mà vẽ đường luỹ tích bình qn năm hay đường luỹ tích bình qn nhiều năm luỹ tích năm điển hình

H, cm

(Ngày) 300

200 100

800 600 400 200

CHƯƠNG CHỈNH LÝ SỐ LIỆU LƯU LƯỢNG NƯỚC

Hiện điều kiện kinh tế, kỹ thuật hạn chế, việc đo lưu lượng nước cịn gặp nhiều khó khăn, nên cịn nhiều sai phạm Việc tiến hành đo lưu lượng thường không liên tục mà đo giai đoạn Song tính tốn lưu lượng cần chuỗi đo lưu lượng liên tục phản ánh tình hình thay đổi nước sông theo thời gian không gian

Do hai hạn chế nêu mà sử dụng số liệu lưu lượng nước thiết cần thông qua việc chỉnh lí số liệu

9.1 MỤC ĐÍCH NHIỆM VỤ CHỈNH LÍ TÀI LIỆU LƯU LƯỢNG NƯỚC

9.1.1 Mục đích

- Sửa chữa sai sót, nâng cao chất lượng tài liệu

- Biến tài liệu lưu lượng không liên tục thành liên tục - Tổng hợp để bảo quản lưu trữ tài liệu

- Qua chỉnh lí số liệu lưu lượng chỉnh lí số lần đo cho hợp lí

Cung cấp Mục đích chỉnh lí

Thực đo

Đề nghị Định chếđộđo

Hình 9.1 Sơđồ công tác chỉnh lý lưu lượng 9.1.2 Nhiệm vụ chỉnh lí tài liệu lưu lượng

- Kiểm tra , sửa chữa tài liệu sai

- Tính lưu lượng Q tức thời theo mực nước H đặc trưng - Tổng hợp thuyết minh số liệu

- Định chếđộđo đạc

9.1.3 Kiểm tra, sửa chữa tài liệu

Yêu cầu kiểm tra đảm bảo đủ số lượng lần đo, phân phối lần đo (thời gian , không gian chất lượng đo)

Chất lượng tài liệu xét mặt: - Trang thiết bị, nhân lực

- Đo đủ yếu tố hay khơng? Ví dụđo lưu lượng Q gồm H, B, V, I - Phương pháp đo đạc: đo bản, đo giản hoá, đo chi tiết

- Kiểm tra khâu tính tốn từ việc tính vận tốc điểm đến lưu lượng Q yếu tố khác

9.1.4 Phân tích quan hệ Q=f(H)

Nội dung: Dạng quan hệ Q=f(H) thuộc dạng nào? Nhân tố ảnh hưởng chủ yếu?

Có thể cách định tính (nhận dạng) định lượng (tính độ phân tán theo %)

Dựa vào tính xói, bồi mặt cắt mà phân thành loại quan hệ Q =f(H) là:

a Quan hệ Q=f(H) tương đối ổn định Khơng có dạng phân bố theo thời gian đánh giá sai lệch %

ΔH ≤ 4% kết luận quan hệ tương đối ổn định Nguyên nhân đo đạc tượng ngẫu nhiên Quan hệ thường gặp sông miền đồng không ảnh hưởng triều

3

4

b Quan hệ Q=f(H) thay đổi theo diện tích mặt cắt W

Cơng cụ phân tích dựa vào ba quan hệW=f(H), Q=f(H), I=f(H) Bằng định tính khoảng lệch ΔQ khoảng lệch ΔW phân bố thành nhóm theo thời gian (hoặc phân bố theo cấp mực nước H

Với ΔQ ≤ 5% vàΔW > 5% Các nguyên nhân sai số đo đạc; bồi xói Vì khơng cân lượng chuyển cát theo chiều

c Quan hệ Q=f(H) thay đổi theo độ dốc mặt nước

Định tính: Trên cấp nước khoảng lệch ΔQ và khoảng lệch ΔI tương ứng với phân bố theo nhóm thời gian, phân bố theo cấp mực nước

1

1

1

2

2

2

3 3 3

4 4

hmax

v ω

Q H,cm

Vềđịnh lượng, ΔQ ≥ 5% không xét ΔW, ΔI Hiện tượng xảy độ lệch pha , biến hình, giao thoa sóng lũ

- Lệch pha: Đỉnh lũ trạm không xuất với đỉnh lũ trạm - Biến hình: Càng truyền phía đưới đỉnh lũ thấp lũ bẹt dần - Giao thoa: Là tượng phức tạp xảy đoạn sơng có nhánh đổ vào - Lệch pha, biến hình, giao thoa sóng triều

+ Lệch pha ngược với trường hợp lũ + Biến hình

+ Giao thoa sóng triều phức tạp giao thoa sóng lũ

Hiện tượng xảy trạm đồng gần biển làm cho độ dốc q trình lên, xuống có tăng hay giảm mực nước H thay đổi vừa chịu ảnh hưởng lũ triều

x x x x

x x

x x x

x x x x

x x H,cm

Q,m3/s Δ

Q

Q

Hình 9.3 Quan hệ Q=f(H) tương đối ổn định d Quan hệ Q=f(H) thay đổi khơng có quy luật

Định lượng: ΔQ ≥± 5%Q ΔW ≥± 5%W ΔI không xét

Hiện tượng thường xảy trạm vừa thay đổi theo độ dốc mực nước, vừa thay đổi theo mực nước

H,c m H,c

m H,c

m

I

ω,m2

Qm3/s

x4 x2

x3 x1

x1 x1 x3

x2

x2 x3

x4 x4

Hình 9.4 Quan hệ Q=f(H), ω=f(H), I=f(H) 9.1.5 Phương pháp tính tốn

+ Quan hệ Q=f(H) tương đối ổn định sử dụng phương pháp đường trung bình

+ Quan hệ Q=f(H) thay đổi theo diện tích nên sử dụng phương pháp tỷ số diện tích phương pháp trung bình thời đoạn

+ Quan hệ Q=f(H) thay đổi theo độ dốc Có thể dùng phương pháp mô đun lưu lượng , phương pháp tỷ sốđộ dốc, phương pháp đường cong theo thời gian

+ Quan hệ Q=f(H) khơng có quy luật Dùng phương pháp đường cong theo thời gian

9.1.6 Tính lưu lượng tức thời Chọn phương pháp tính

- Phương pháp đồ giải - Phương pháp bán đồ giải

u cầu lập biểu tính tốn phải dễđọc dễ nội suy; đảm bảo sai số cho phép; mang tính khoa học tính mỹ thuật cao

Nguồn số liệu ban đầu số liệu mực nước tức thời mặt cắt sử dụng phương pháp trung bình thời đoạn dễ dàng tính lưu lượng tức thời với ngun tắc tính tốn sau:

Xây dựng biểu đồ tính tốn mặt cắt tính tốn lưu lượng Q phải dùng số liệu mực nước mặt cắt

Xây dựng biểu đồ quan hệ Q = f(H) Đo thời đoạn dùng để tính lưu lượng tức thời cho thời đoạn Nếu quan hệ Q=f(H) khơng thay đổi lớn sử dụng biểu đồ quan hệ Q = f(H) đo thời đoạn tính cho thời đoạn khác

Tính lưu lượng Q trung bình thời đoạn đặc trưng khác:

a Vùng khơng ảnh hưởng triều: thường tính Qngày, Qtháng, Qnăm

Có cách tính Qngày :

Tính gần , nhanh sử dụng phép trung bình cộng

Q Q t i

t i

n g

t i

= ∑

∑ (m

3/s) (9.1)

Qti - Lưu lượng nước bình quân thời đoạn ti ngày

ti - sốđo thời gian đoạn thứ i (s) Môđun lưu lượng năm(l/s km2)

M Q

F

nam = nam (9.2)

W¦nam=∑Wi (m3) (9.3) - Độ sâu dịng chảy năm :

Y W

F

nam = nam (mm) (9.4)

b Vùng ảnh hưởng triều mạnh:

Trong ngày hướng dịng chảy khơng đồng chảy ngược lẫn chảy xi tính đặc trưng triều phải tính Qngược Qxuôi cho chu kỳ

triều riêng biệt (H.9.5)

9.1.7 Kiểm tra kết tính Qngược

Qxi

-+

Q ngược

xuôi

Hình 9.5

t

Kiểm tra kết tính nhằm phát sai số tính tốn, xét tính chất hợp lý kết tính tốn có phù hợp quy luật thay đổi mực nước hay không ? xảy trường hợp sau :

- Kết tính xác phù hợp với quy luật

- Kết tính xác , không phù hợp với quy luật - Kết tính khơng xác phù hợp với quy luật

Có nhiều phương pháp kiểm tra khơng có phương pháp đồng thời thoả mãn hai mục đích :

Kiểm tra tính chất tương ứng Q H Vẽđường trình H, Q biểu đồđể so sánh

Kiểm tra Qvào Qra đoạn sơng tương ứng (với điều kiện khơng có

dịng gia nhập khu giữa, có nhỏ so với Qvào )

- Lũ lên: Qvào > Qra

- Lũ xuống Qvào < Qra

H=f(t) Q=f(t)

t, Q(m3/s)

H(cm)

Hình 9.6 Quan hệ Q=f(t) H=f(t) 9.1.8 Kiểm tra cân nước

Wvao + Wd = Wra + c

∑ ∑ ∑ ∑W

c

(9.5) Wvao

∑ - Tổng thể nước chảy vào sông nguồn ∑Wra - Tổng thể nước chảy sơng nguồn

- Tổng thể tích nước chứa sông thời điểm đầu cuối Wd,∑W¦

∑

Q=f(t)trên

Q=f(t)dưới

Q, m3/s

t,

Hình 9.7 Đường trình lưu lượng tuyến tuyến

-Vùng ảnh hưởng triều

Triều mạnh: khoảng thời gian hai điểm ngưng triều lên hai điểm ngưng triều xuống khoảng 25 - 26 ngày

2.Triều yếu: Khoảng thời gian hai lưu lượng nhỏ 25-26 ngày Qngược, m3/s

Qxuôi, , m3/s

-+

Hình 9.8 Đối với vùng ảnh hưởng triều mạnh 25-26

25-26

t, ngy

t(ngy) Q(m3/s)

25ữ26ặ

9.1.9 Kiểm tra tính chất lệch pha

Triều mạnh Qmaxngược xuất trước đỉnh triều, Qmaxxuôi xuất trước chân

triều

9.1.10 Tổng hợp thuyết minh

Điều dựa nguyên tắc có tập số liệu khơng nhiều tính đại biểu cao Cần phải đánh giá làm rõ chất lượng tài liệu để sử dụng vào cơng việc tính tốn sau này:

9.2 QUAN HỆ LƯU LƯỢNG MỰC NƯỚC

9.2.1 Cơ sở khoa học hữu ích kinh tế

Trong dịng ổn định khơng đều, chỉnh lí số liệu lưu lượng cơng thức :

Q CR L

v v g L

d t

= ⎛ + + −

⎝

⎜ ⎞

⎠ ⎟

−

ω 12 α ϕ

2 12

2

ΔΗ

Δ Δ

( )

(9.6)

Trong đó:

ω -Diện tích mặt cắt C -Hệ số Sê zi

R -Bán kính thuỷ lực -ϕ -Hệ số tổn thất cục -α -Hệ số cột nước lưu tốc

-vt,vdLưu tốc trung bình mặt cắt mặt cắt đoạn sông ΔL

ΔH -Chênh lệch mực nước hai tuyến

Khi yếu tố thay đổi Q thay đổi Bản thân yếu tố thay đổi phức tạp, Q thay đổi phức tạp Nhưng yếu tố thay đổi sở H biến đổi ta có quan hệ

Q=f(H)

Hiệu kinh tế quan hệ Q=f(H) -Lưu lượng Q khó đo, tốn nhân lực

-Mực nước H dễđo đo liên tục nên dựa vào quan hệ Q=f(H) xác định Qtừ tài liệu thực đo H

9.2.2 Tính chất quan hệ

h

∇ B

α

Hình 9.10 Mặt cắt ngang quan trắc hình thang cân

Q=f(H) , ω=f(H) I=f(H) thay đổi, quan hệ Q=f(H) biến đổi Vì xét quan hệ Q=f(H), cần xét mối quan hệ riêng

1 Tính chất quan hệω=f(H)

Các mặt cắt sông phức tạp để xét quan hệ W=f(H) ta phải tạm coi mặt cắt hình thang cân Đáy sông với chiều rộng mặt nước

Ta có :

W = B b+ h= b+ hm +

2

( ) b

h (9.7)

(10.7)

W bh mh= +

∂ ∂

W

h = +b 2mh>0 (9.8) ∂

∂ W

∂ ∂

2

2

W

h = W> , hàm W=f(H) có dạng lõm Δ

Δ

H

L= H Tính chất quan hệ I =f(H)

ΔL const= ⇒ =H f H(Δ )

a, Quan hệ I =f(H) vùng sơng khơng có ảnh hưởng triều

Hình 9.11 Quan hệ H=f(ΔH) vùng khơng ảnh hưởng triều với đoạn sông mở rộng dần

H(cm)

t(giờ)

ΔH1'

ΔH2

ΔH2'

ΔH1

t'1

t2

t1 t'2

H,cm

ΔH,cm

Sông mở rộng dần: Lũ lên: H - Htr1 d1 < H - Htr2 d2; ΔH1<ΔH2

Lũ xuống: ; ΔH'2<ΔH'1

Lũ trạm nhọn lũ trạm trên, thời gian lũ lên, lũ xuống trạm ngắn trạm nên:

ΔH1>ΔH2 ΔH'2>ΔH'1

b, Quan hệ I =f(ΔH) vùng sơng có ảnh hưởng triều Chảy xi:

-Triều lên:ΔH2 <ΔH1

Hình 9.12 Quan hệ H=f(ΔH) vùng không ảnh hưởng triều với đoạn sông thu hẹp dần

H(cm)

t(giờ)

ΔH1'

ΔH2

ΔH2'

ΔH1

t'1

t2

t1 t'2

H,cm

H,cm Δ

Hình 9.13 H=f(ΔH) vùng khơng ảnh hưởng triều với đoạn sơng thay đổi

H(cm)

t(giờ)

H,cm

ΔH,cm Trạm

Triều xuống: ΔH2 >ΔH1

Do quan hệ H =f(ΔH) chu kỳ hình thành vòng dây độ dốc triều lên nhỏ độ dốc triều xuống

Hình 9.14 Quan hệ H=f(ΔH) vùng sông ảnh hưởng triều

H(cm)

t(giờ) t'1

t2

t1 t'2

H,cm

ΔH,m

ΔH2

ΔH'1

ΔH1

ΔH'2

3 Dạng quan hệ Q=f(H) Trong dịng khơng ổn định ta biết biểu thức tính Q:

Q WCR H L v v g d t = ⎡ + + − ⎣ ⎢ ⎤ ⎦ ⎥ −

2 12

2 Δ Δ (α ϕ)( ) (9.9) Đặt: 2 ) ( − ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − + − Δ Δ = ⎥⎦ ⎤ ⎢⎣ ⎡ Δ Δ t d m v v g L H L

H α ϕ (9.10)

m hệ số hiệu chỉnh cho hệ thức cân

Q WCR H

L m = ⎡ ⎣⎢ ⎤ ⎦⎥ Δ

Δ (9.11)

∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ Q H CR H L W

H WCR m

H L H H m m = ⎛ ⎝⎜ ⎞⎠⎟ − ⎛⎝⎜ ⎞⎠⎟ −

2 12

Q,mP

3

P

/s

H,cm

Hình 9.15 Quan hệ Q=f(H) vùng sông

không ảnh hưởng triều, đoạn sông mở rộng dần

∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ W H H H Q H >

> ⇒ >

0

; Δ

hoặc Q=f(H) đơn trị

Khi độ rộng sông thu hẹp dần: ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ W H H H Q H <

< ⇒ >

0

; Δ

hoặc Q=f(H) hàm thuận H,cm

ΔH,m Hình 9.16 Quan hệ Q=f(H) vùng sơng khơng ảnh

hưởng triều, đoạn sông thu hẹp dần

b, Vùng ảnh hưởng triều ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ W H H H Q H >

< ⇒ <

0

; Δ

H , c m

ΔH , m

nhưng thực tế vùng ảnh hưởng triều biến đổi ∂

∂ ∂ ∂ ∂ ∂ W H H Q H

< ΔΗ ⇒ <0 nên quan hệ Q=f(H) nghịch biến

-Triều mạnh(xét trường hợp chảy ngược )

Q,m3/s

H,cm

Hình 9.18 Quan hệ Q=f(H) thực đo

x x x xx x x x x x xx x xx ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ W H H H Q H >

> ⇒ > ⇒ 0 ; Δ ∂ ∂ W H ∂ ∂ ΔH H

Trong thực tế thay đổi không đồng nên Q=f(H) không đồng

9.2.3 Các phương pháp tính lưu lượng tức thời theo mực nước

Sơđồ chung:

Phương pháp tính Q nước tức thời

Điều kiện áp dụng

Thuỷ lực Địa hình Số liệu đo

Cách làm

phương pháp vẽ

phương pháp tính

Nguyên lý

Điều kiện giả thiết

Cơ sở lập luận

ưu nhược điểm

Kỹ thuật Kinh tế

Phương pháp tính Q nước tức thời quan hệ Q=f(H) tương đối ổn định: -Chú ý tiêu Q=f(H) tương đối ổn định

-Phương pháp đường trung bình:

* Ngun lý: Phương trình dịng khơng ổn định khơng đều:

Q k H

L

g v v

L k H L d t i i i m = ⎡ − + − ⎣ ⎢ ⎤ ⎦ ⎥ = ⎛⎝⎜ ⎞⎠⎟ Δ Δ Δ Δ Δ (α ξ ) ( 2) 12

(9.13)

k =CR W

1

Δ Δ

H L i i

độ dốc mặt nước trung bình đoạn sơng ΔL mà i ΔLi ∈ΔL

m: số mức hiệu chỉnh Vậy Q=f(W,I,H )=f(W,I)

Khi W,I,H khơng đổi Q=f(H) đơn trị

Khi H không đổi W,I thay đổi bù trừ Q=f(H)đơn trị Trong thực tế khơng có Q=f(H) đơn trị tuyệt đối nên Q=f(H) dao động sai số cho phép coi Q=f(H) đơn trị

* Cách làm :

a, Vẽ biểu đồ vào số liệu Q thực đo H tương ứng xây dựng biểu đồ Q=f(H)

Nguyên tắc

Đơn trị thuận biến đổi dần (Qdo−Q) =

∑

Sai số nhỏ (9.14)

0

Dễ đọc đảm bảo mĩ thuật xác đường quan hệ nghiêng khoảng 40 - 600.Độ xác: để đảm bảo độ xác mực nước tới cm tỷ lệ nhỏ trục H là: 1:20

Q mm X ( ) ,

(*)

∗ = (9.15)

Q(*) - Sai số tương đối, đọc X(*)- Khoảng đọc kể từ gốc

Q mm X S ( ) ,

(*) (%)

∗ = ≤ (9.16)

x mm S

≥ 5,

(%) với x độ dài giới hạn (9.17) Vậy

Ví dụ sai số cho phép 5% khoảng đọc x=0,5/0,05 = 10 mm tức với sai số cho phép 5% với khoảng đọc x<10 mm, sai số lớn sai số cho phép x>10 mm sai sốđọc nhỏ sai số cho phép

-Xét sai số tương quan:

σ =

− ⎛ ⎝

⎜ ⎞

⎠ ⎟ −

∑ Q Q Q

n

do tinh

tinh

1 (9.18)

σ = −

−

∑(S )

n

1

2

S Q Q

do tinh

= ta có (9.19)

đặt

Qđo từ thực tế, Q tra quan htính ệ Q=f(H)

n: số lần đo để xây dựng quan hệ

Với σ ≤5% quan hệ tốt; 5%≤ ≤σ 10% quan hệ khá; σ ≥10% quan hệ ý nghĩa σ:

-Phản ánh qui luật tương quan Q H trạm đo -Phản ánh sai sốđo đạc

-Phản ánh sai số trực quan người vẽ

a, Đặc trưng σ: dễ dao động số lần đo có sai số lớn , phụ thuộc vào kỹ thuật vẽđường trung bình xét khơng xét đơn σ mà xét thêm dạng phân bố qui luật phân bố

b, Tính lưu lượng tức thời: Từ H tức thời tra biểu đồ có Qtt

+ Ứng dụng trạng thái chảy không ổn định thay đổi chậm + Tỉ lệ thay đổi độ dốc nhỏ

-Điều kiện địa hình:

+ Mặt cắt thay đổi bù trừ khơng đổi + Hình dạng mặt cắt ngang, dọc thay đổi -Số liệu:

+ Có số liệu đo nhánh nước lên nước xuống + Phân khoảng 20-30cm có lần đo

4 ưu nhược điểm:

+ Kỹ thuật : phương pháp thể rõ , sai số chủ quan dễ so sánh nhiều năm, dễ kéo dài

+ Kinh tế: tính đơn giản thể sử dụng cơng cụ tính đại Số lần đo khơng cần nhiều nên khối lượng đo đạc

+ Nhược điểm: coi Q=f(H)đơn trị điều chưa hoàn tồn phù hợp với thực tế

2 Tính Q tức thời Q=f(H) thay đổi theo diện tích: a Phương pháp trung bình thời đoạn:

1 Nguyên lý : giống phương pháp đường trung bình

2 Cách làm : nguyên tắc giống phương pháp đường trung bình

- Ngun tắc vẽ: tính Q ứng với mực nước chuyển tiếp không gây nên bước nhảy kết tính

3 Điều kiện ứng dụng nhược điểm:

- Điều kiện địa hình: ứng dụng trạm đo có W thay đổi khơng liên tục(do điều kiện đó, mặt cắt biến đổi biến đổi thời đoạn ngắn )

H(cm)

1

x3

H(cm)

- Điều kiện số liệu: phương pháp đường trung bình

- Ưu nhược điểm: giống phương pháp đường trung bình dễ gây sai số chuyển tiếp

b Phương pháp tỷ số diện tích: Nguyên lý: Qx =w vx x

x2

x

4

x

CT T2

T1 T(giờ) Q(m3/s)

3x

8

7

2x

9

5

1x 4x

Hình 9.19 Phương pháp trung bình thời đoạn

H(cm) H(cm)

H(cm)

1

1

vx

vc

ωx

ωc

Qx

Qc

Hình 9.20 Quan hệ Q=f(H), ω=f(H), v=f(H)

Qc =w vc c

Qx, wx - lưu lượng diện tích xuất

- lưu tốc bình quân mặt cắt xuất vx

Đại lượng có số c: chọn làm chuẩn tính tương ứng với Hx

Chú ý: ứng với mực nước H chx ỉ chọn trị số với H x Q Q v v w w x c x c x c

= (9.20)

v v x c

thay đổi nên dạng quan hệ tỉ số lưu lượng tỉ số diện tích họ đường thẳng có hệ số góc thay đổi

v v x c w w x c

- Giả thiết thay đổi thuận nghịch t với khái quát gần biểu thức (10.20) trở dạng đơn trị:

Q Q a w w x c x c ni = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ (9.21)

a - hệ số đường cong

ni - số mức đường cong, thay đổi thay đổi thuận nghịch với w

-Đặc biệt :vx x theo qui luậtcó thể viết: v w

Q w w f w

x x

x x x

=

= = x

ϕ ϕ

( )

( ) ( ) (9.22)

Q Q f w w x c x c = ( )

Dựng quan hệ Qx =f(Wx) thay cho quan hệ để tính Qtt

2, Cách làm: muốn có Qx phải xác định thành phần (9.21)

-Tính Wx: vẽ Wx = f(H) theo thời gian (vẽ theo số liệu mực nước thực đo ứng

Giả thiết hai lần đo sâu W thay đổi

- Tính Wc: chọn tuỳ ý để dễ tính tốn tránh sai số chủ quan

người ta chọn theo nguyên tắc: đơn trị, đổi dần gần toạđộđiểm thực đo

v v x c >1 v v x c <1 v v x c =1 Q Q x c w w x c

Hình 9.21 Quan hệ Q

Q f

w w

x = ( x)

- Tính Qc: Vẽ biểu đồ Qc = f(H)

tương ứng lần đo lưu lượng chọn Wc có Qc

Q Q f w w x c x c = ( )

Tính a ni: Vẽ Qx, Wx lưu lượng diện tích thực đo

tương ứng; Qc,Wc - lưu lượng diện tích chọn làm chuẩn tra biểu đồ tương ứng

cùng mực nước

-Sai số tương quan:

σ = −

−

∑(S )

n 1 (9.23) S Q Q Q Q x c tinh x c docbieudo = ( )

( ) (9.24)

Với

Tính Qtt: thời điểm t có H1 1, từ H1 tra biểu đồ Wx1, W , Q c1 Q a W

W Q x c ni c = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ 1

thay(10.21)có , cách tính thích hợp điều kiện dùng máy

c1

Tại thời điểm t có H1 1, từ H1 tra biểu đồ Wx1, Wc1, Q tính c1 Q Q Q Q x c c 1 =⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ W W x c ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⇒ Q Q x c ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⇒

tra biểu đồ

Điều kiện ứng dụng ưu nhược điểm :

a, Điều kiện thuỷ lực: ứng dụng điều kiện dịng khơng ổn định thay đổi chậm tỷ lệ thay đổi độ dốc nhỏ

b, Điều kiện địa hình: mặt cắt thay đổi thường xuyên có ảnh hưởng đến thay đổi Q

c, Điều kiện số liệu:

Đảm bảo đủ số liệu vẽđường chuẩn đường tỷ số ; số liệu Wx đủđể thể

sự thay đổi W theo t

ưu điểm: đường tỉ số có số mũn thay đổi nên tạo sai số nhỏ có sở lập luận kéo dài đường quan hệ

Nhược điểm: dễ có sai số chủ quan số liệu đo sâu khối lượng tính nhiều Q Q x c w w x c

Hình 9.22 Quan hệ Q

3 Tính lưu lượng tức thời Q=f(H) thay đổi theo độ dốc; Phương pháp tỉ sốđộ dốc:

Q K H

L K C R

i i i

i m

i i i i

= ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = Δ Δ ( ω

1 Nguyên lý: ) (9.25)

Qi, Ki,ΔHi : trị sốđã có thực tếứng với Hi

Q K H

L c c c i m = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ Δ Δ (9.26)

Qc, Kc,ΔHc : trị số chọn làm chuẩn ứng Hc

Q Q K K H H i c i c i c m = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ Δ Δ (9.27) K K i c

Giả thiết tỉ số mô đun lưu lượng thay đổi thuận nghịch tuý

ứng với Δ Δ

H H

i c

khái quát họ đường cong (9.27) thành dạng đơn trị gầnđúng

Q Q H H i c i c m i = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ + α Δ

Δ β (9.28)

α, β -hệ số phương trình tương quan

- số mũ phương trình biển đổi mi

2 Cách làm:

Muốn tính Qi theo biểu thức (9.28) phải tính ΔHi, ΔHc, Qc, α, β, m i

Tính ΔHi: ΔHi = Ht - Hd (cùng thời điểm)

Tính ΔHc: Xây dựng quan hệΔHc = f(H) Từ Hcđã chọn tra ΔHc

Tính Qc, vẽ tương ứng ΔHc

Q Q f H H i c i c = (Δ ) Δ Tính α,β, mi, xây dựng quan hệ

Qi, ΔHi - thực đo; Qc, ΔHc tra đường chuẩn

Sai số tương đối:

S Q Q Q Q x c tinh x c docbieudo = ( ) ( ) σ = − −

∑(S )

n

1

2

; (9.29)

Tính Qtt : giả thiết t1 có H (trt1 ạm trên), Hd1(trạm dưới) từ H1 tra biểu đồ ΔHc1, Qc1

Từ H Ht1 d1 có ΔH1 = H - Ht1 d1

Q H

Hc Q mi c 1 1 = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ + ⎡ ⎣ ⎢ ⎢ ⎤ ⎦ ⎥ ⎥ α Δ

Δ β (9.30)

Δ Δ H Hc 1 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟

Q Q i c ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ tra biểu đồ có

Q Q Q Q i c c 1 =⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ (9.31)

3 Điều kiện ứng dụng ưu nhược điểm: -Điều kiện thuỷ lực :

+ dùng điều kiện dịng khơng ổn định thay đổi chậm + tỷ lệđộ dốc lớn -Điều kiện địa hình: mặt cắt thay đổi

- Điều kiện số liệu:

+ đo đủđiểm đo để vẽđường tỷ số đường chuẩn + cần phải có tài liệu mực nước Ht Hd

- Ưu điểm:

+ số mũ m thay đổi linh hoạt tương quan cho sai số nhỏ + trường hợp hệ thống cao độ có sai số sửa chữa

+ có sơ lập luận kéo dài tài liệu

Phương pháp đường cong theo thời gian Q=f(H) 1.Nguyên lý:

Q K H L i i i i m = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ Δ Δ (9.32)

Giả thiết ứng với mực nước Hi mô đun lưu lượng Ki = const với mực nước

thì ΔQi = f(ΔHi)

Quan hệ Q=f(H) cho thấy lần đo lưu lượng thời gian lũ lên phân bố thành giải điểm thiên lớn so với lần đo lưu lượng thời gian nước xuống Xét H = f(ΔHi) thấy tương ứng , nhánh lũ lên có độ dốc lớn có lưu lượng lớn , lũ xuống có độ dốc nhỏ lưu lượng nhỏ, có kết luận quan hệ Q=f(H) thay đổi theo độ dốc nước

2 Cách làm

-Vẽ H = f(ΔHi) theo thời gian

- Vẽ quan hệ Q=f(H) theo thời gian tương ứng có độ dốc 3, Điều kiện ứng dụng ưu nhược điểm:

-Điều kiện ứng dụng:

+ điều kiện địa hình, thuỷ lực giống phương pháp tỉ số độ dốc +-điều kiện số liệu; địi hỏi phải có nhiều số liệu thực đo ưu điểm:

+ phản ánh ảnh hưởng tổng hợp theo số liệu thực đo + tính tốn đơn giản

Nhược điểm:

+ Dễ ảnh hưởng sai số chủ quan, chịu ảnh hưởng số lần đo có sai số lớn , khối lượng đo đạc nhiều, khó kéo dài

Phương pháp mô đun lưu lượng 1, Nguyên lý:

Q K H L

i i

i m =

⎛ ⎝

⎜ ⎞

⎠ ⎟ Δ

Δ

Q H

K L i

i m

i i m

Δ = Δ

Từ công thức suy (9.33)

Q Him

1 Δ

Q K L

K L

H i m

i m (Δ )

Δ Δ

=1 = =

1

1

Với ΔHi = đơn vị; (9.34)

Theo biểu thức (10.33) ứng với Hi có nhiều chênh lệch mực nước

ΔH , i1 ΔH , , i2 ΔHin ứng Hi suy ra: Q

H

K L

im m

1 1 Δ = Δ ; Q H K L m m 2 2 Δ = Δ ; Q H K L m 3 3

Δ = Δ m ; giả thiết với Hi W, C, R khơng đổi thay đổi bù trừ cho Ki =W C Ri i i12 =const thì:

Q H Q H Q H const

m m m

1 2 3

Δ = Δ = Δ = (9.35)

có nghĩa ứng với mực nước ta có nhiều lưu lượng nước khác có mô đun lưu lượng Vậy quan hệ Ki =f(H) đơn trị dùng Kiđể tính

Qi

2, Cách làm

Cách 1: thử dùng dần thời đoạn ngắn số liệu

Cách 2: tính quan hệ Q=f(H) ; ΔH = f(H) tương ứng - tính cho thời đoạn dài, số liệu nhiều

Cách 3: tính theo chọn điểm

Cách 1: Giả thiết nhiều trị số m khác sau xác định quan hệ mặt lý thuyết quan hệ đơn trị thực tế quan hệ H

Ki = f H( )

Q H i

im

Δ theo sai số nhỏ để xác định

Cách 2: tính theo quan hệ Q=f(H); ΔH =f(H) tương ứng xác định m ứng mực nước suy số mũ m

Q Q H H H H m m m 2 = =⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ Δ Δ Δ Δ Q Q H H H H m m m 3 = =⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ Δ Δ Δ Δ Q H Q H m 1 2

m Q Q H H = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ lg lg 2 Δ Δ

suy (9.36)

Cách 3: nội dung tương tự cách khác không vẽ quan hệ mà chọn điểm thực đo để tính m

ý nghĩa số mũ m :

- mặt toán học: số hiệu chỉnh cho kết tính biểu đồ gần kết thực đo

Q k H

L

V V

g L K

H L d t i i i m = ⎡ − + − ⎣ ⎢ ⎤ ⎦ ⎥ = ⎛⎝⎜ ⎞⎠⎟ Δ Δ Δ Δ Δ α ξ( 2) 12

2 - mặt vật lý:

m H L g V V L H L d t = − + − ⎡ ⎣ ⎢ ⎤ ⎦ ⎥ 2 2 lg ( lg Δ Δ Δ Δ Δ α ζ Loga hoá suy

m = f (ΔH,ΔH vi; d ,vt, , , ,α ζ K Ki )

Các yếu tố thay đổi địa hình sơng, trạng thái chảy Với trạm đo có địa hình thay đổi chậm không đổi m = f(trạng thái chảy) điều có nghĩa ứng trận lũ, cịn triều m có giá trị khác (ứng với trạng thái chảy có giá trị m khác)

Tính sai số tương quan

S Q H Q H i i tinh i i docbieudo = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ Δ Δ δ = − −

∑(S )

n

1

2

;

Q Q H H i i m 1 = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ Δ Δ

từ H1⇒ có ΔH1 = H - Ht1 d1

3 Điều kiện ứng dụng ưu nhược điểm

- Điều kiện thuỷ lực địa hình: Giống phương pháp tỷ sốđộ dốc - Điều kiện số liệu: ứng dụng điều kiện số liệu

Ưu điểm: Dạng quan hệ đơn trị dễ kéo dài, dể có điều kiện dùng máy tính khơng địi hỏi số liệu nhiều

- Nhược điểm: Khi m lớn, sai số mực nước ảnh hưởng rộng

9.3 KÉO DÀI CÁC QUAN HỆ TÍNH LƯU LƯỢNG NƯỚC

Các quan hệ tính lưu lượng nước bao gồm: - Quan hệ trực tiếp Q = f(H)

Δ Δ

Δ

H f H Q Q f H H i c C = = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ( ); - Quan hệ trung gian

Các quan hệ xây dựng sở số liệu thực đo, thực tế khơng có đủ số liệu đo điều kiện: thời tiết, nhân lực, máy móc Vì phải kéo dài Q = f(H) đểđọc mực nước cao thấp

9.3.1 Kéo dài Q = f(H) trung bình phần nước cao

Khái niệm mức nước cao mức nước thấp việc kéo dài q trình tính lưu lượng có ý nghĩa tượng đối Với trạm đo cố định khơng có tiêu định lượng mức nước cao mức nước thấp

Kéo dài Q = f(H) tương đối ổn định phần nước cao dùng phương pháp sau: - Phương pháp tích số CIm khơng đổi

- Phương pháp tương tự không điều kiện 9.3.1.1 Phương pháp tích số CIm khơng đổi

Q K H

L CR I i

m

m

= ⎛

⎝

ωCR12 Giả thiết phần nước cao CIm =a ( số).Vậy Q = .a

ωR12

Nếu dựng quan hệ Q với tích số quan hệ đường thẳng với hệ số góc a Do dễ dàng kéo dài quan hệ Q =f(ωR12) theo xu thếđường thẳng từ

đó kéo dài quan hệ Q = f(H) Cách làm:

R h B

= = ω

Q= f(ωR12

a) Về quan hệ ) thực tế thường (B: Độ rộng lịng sơng)

Q= f(ωh12) - Về quan hệ

Q= f (ωR12)

- Nếu phần nước cao quan hệ có xu hướng thẳng, điều chứng tỏ đặc điểm trạm đo phù hợp với giả thiết CIm =const Vậy kéo dài Q= f (ωR12) theo xu hướng thẳng dẫn tới kéo dài Q = f(H) qua bước trung

gian

Q= f (ωR12)

Nếu phần nước cao quan hệ khơng thẳng: Phương pháp khơng thích hợp

Xét giả thiết CIm = a

- Qua thực nghiệm ta thấy phần nước thấp C thay đổi nhiều lên cao thay đổi C

nR

= 16

- Quan hệ mực nước với độ dốc

Càng thấp độ dốc I thay đổi nhiều ảnh hưởng ma sát đáy sơng, lên cao ảnh hưởng ma sát đáy sơng nên ổn định

3 Điều kiện ứng dụng ưu nhược điểm

* Điều kiện địa hình: Tỷ lệ thay đổi mặt cắt ( xói bồi)

* Điều kiện tài liệu: Đo đạc Q khoảng 2/3 biên độ dao động mực nước có tài liệu địa hình mặt cắt

Ưu điểm: Có phương pháp lập luận rõ ràng, hạn chế sai số chủ quan Nhược điểm: hạn chế phạm vi sử dụng giả thiết CIm=const 9.3.1.2 Phương pháp tương tự không điều kiện

1) Nguyên lý: Phương pháp giả thiết đường cong Q = f(H) phần nước cao phần nước thấp đồng ( phù hợp với phương trình tương quan ) Trên sở giả thiết dùng phương trình tương quan Q = f(H) phần nước thấp tính cho mực nước cao ngược lại

2 Cách làm: Xác định phương trình tương quan phần nước thấp tính cho phần nước cao

Đường cong Q = f(H) thường có dạng cong lõm, phương trình thường có dạng Q = aHn +b (1)

Q = a(H -Z )n (2)

Nếu xu Q = f(H) cắt trục Q ( H=0; Q = b) dùng cho dạng (1) Nếu xu Q = f(H) cắt trục H ( H = z; Q = 0) dùng dạng (2) Xác định a, b, n, a,z, n

Trên đường trung bình Q = f(H) chọn điểm sau vẽ lên biểu đồ tính thử Xây dựng quan hệ lg(Q b− ) = f(lg )H giấy kẻ li thử dần b ba điểm thẳng hàng được; ta xác định b,n

Tính lga = lg ( Q - b)- n lg H

3 Điều kiện ứng dụng ưu nhược điểm:

- Điều kiện địa hình thuỷ lực tương tự phương pháp tích CIm = const

- Điều kiện số liệu: Không cần số liệu đo ω lớn, đo lưu lượng khoảng 2/3 biên độ dao động mực nước

- Ưu điểm: Hạn chế sai số chủ quan, khơng cần số liệu đo địa hình, khơng ứng dụng cho phần nước cao mà phần nước thấp

- Nhược điểm: Có giả thiết phương trình tương quan mực nước cao thấp đồng điều kiện kiểm tra

9.3.2 Phương pháp kéo dài Q = f(H) tương đối ổn định phần nước thấp - Phương pháp tương tự không điều kiện

- Phương pháp điểm ngừng chảy

9.3.2.1 Phương pháp điểm ngừng chảy 1) Nguyên lý:

- Q nhỏ =

- Mực nước ứng Q =0 gọi mực nước ngừng chảy ký hiệu:z

Trên biểu đồ Q = f(H) có toạ độ ( Q = 0; z = h) gọi điểm ngừng chảy Với trạm đo mặt cắt dọc mặt cắt ngang tương đối ổn định điểm ngừng chảy ổn định (chỉ có điểm ngừng chảy)

2 Cách làm

Xác định toạđộ điểm ngừng chảy ( Q = 0, z = H) Từ kéo dài Q = f(H) tới điểm ngừng chảy có cách xác định z

a) Xác định mực nước ngừng chảy z biểu đồ mặt cắt dọc sông

- Nếu mặt cắt không xuôi thuận z cao điểm thấp mặt cắt dọc hai trị số cao mặt cắt dọc kể từ mặt cắt đo lưu lượng hạ lưu

b) Xác định z công thức: Giả thiết Q = f(H) phù hợp dạng phương trình Q =a H( −2)n (z=H, Q=0) tính

Z H H H

H A A

B A C

B A C

= −

− +

2

2

( ) với HA

, H

B, HB C mực nước đọc đường cong Q =

f(H) tương ứng với QA; QBB; Q ; chọn tuỳ ý cho Q Q Q

B = A

C C

3 Điều kiện ứng dụng ưu nhược điểm:

- Điều kiện thuỷ lực; không ứng dụng với điều kiện ngừng chảy ảnh hưởng triều giao thoa lũ nhánh sông

- Điều kiện địa hình: mặt cắt dọc ngang tương đối ổn định - Điều kiện số liệu: Cần có số liệu mặt cắt dọc ngang

Ưu điểm: lập luận rõ ràng, cách làm đơn giản Nhược điểm: Sai số chủ quan lớn

H

Q Hc

Hb

Ha

Qc

Qb

Qa

Hình 9.24 Phương pháp điểm ngừng chảy

9.3.3 Kéo dài quan hệ trung gian tính lưu lượng nước Q

H f H i

i m

Δ = ( )

C

Lim const

Δ =

1 Nguyên lý: Giả thiết phần nước cao C = const ⇒ , suy quan

hệ C

Lim

Δ ,

Q = ⎛⎝⎜f ωR12⎞⎠⎟ có xu thế thẳng với hệ số góc

Q

H f R

i im

Δ = (ω )

1

2 mà

2 Cách làm: Vẽ quan hệ: R=h ; quan hệ thẳng ta tiếp tục kéo dài quan hệ Q

H f H i

im

Δ = ( ) khơngthẳng khơng phù hợp với giả thiết

trên

CHƯƠNG 10 CHỈNH LÝ SỐ LIỆU CHẤT LƠ LỬNG

10.1 CÁC NHÂN TỐẢNH HƯỞNG TỚI ĐỘĐỤC NƯỚC SÔNG

- Nguồn cung cấp : xâm thực bề mặt lưu vực chuyển vào sông chiếm tỷ lệ lớn mưa lũ , sói lở lịng sơng (chiếm tỷ lệ lớn mùa cạn)

- Các nhân tốảnh hưởng : nhân tốảnh hưởng tạo quy luật theo thời gian mưa lũ Mùa mưa tạo mùa nước đục , mùa khô tạo mùa nước (mưa lũ tạo quy luật theo không gian không rõ rệt) Nhân tố qui luật theo khơng gian: địa hình đáy sơng, bề mặt lưu vực, mạng lưới sông , địa chất , phủ thực vật

10.2 MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ CHỈNH LÝ SỐ LIỆU CHẤT LƠ LỬNG

- Sửa chữa sai số tài liệu đo - Tính R (lơ lửng)

- Tổng hợp - Tính đặc trưng - Kiến nghịđo đạc

- Các ngành sử dụng - Số liệu chất lơ lửng

thực đo (không liên tục)

Đề nghị số liệu Kiến nghịđo đạc

Mục đích : số liệu lưu lượng bùn cát lơ lửng thực đo không đủ liên tục để phản ánh thay đổi bùn cát theo thời gian cần chỉnh lý tính bổ sung cho số liệu đủ tính liên tục phản ánh thay đổi bùn cát theo thời gian, cần chỉnh lý bổ sung cho số liệu đủ phản ánh tính thay đổi liên tục bùn cát Khơng tính lưu lượng bờ cát tức thời mà tính lưu lượng bờ cát bình quân ngày

- Phân tích số liệu thực đo chọn phương pháp tính R - Kiểm tra kết tính R đặc trưng

- Tổng hợp số liệu

10.2.1 Kiểm tra số liệu chất lơ lửng

a) Số lượng : - Trong năm khoảng 20 lần đo độđục mặt ngang ρm

- Độđục bình quân thuỷ trực đại biểu ρt mùa lũ ngày đo lần, mùa kiệt -5 ngày đo lần

b) Phân phối theo thời gian - lũđầu mùa - lũ cuối mùa

Đo nhánh nước lên nước xuống

10.2.2 Phân tích số liệu thực đo chọn phương pháp tính R: Dựa vào quan hệ:

ρt =f t( )

và ρm ρt

Kết phân tích chia thành trường hợp:

+10%

-10% ρm

ρt

Hình 10.1 Quan hệ ρm ρt

g/cm3

g/cm3 a) có đủ ρt

quan hệ ρm ρt ổn định dùng quan hệ ρm ρt tính R

- quan hệ ρm nhρt ỏ quan hệ R Q dùng quan hệ ρm ρt - quan hệ ρm lρt ớn quan hệ R Q dùng quan hệ R Q

c) không đủ ρt , dùng quan hệ R Q quan hệ ρm ρt ổn định có 3/4 tổng sốđiểm quan hệ có sai số so với đường trung bình ± 15%

10.2.3 Tính R bình qn thời đoạn đặc trưng

K Q

Rngay = ρm ngay (kg/s) (10.1)

: độđục mặt cắt ngang bình quân ngày (g/m3) ρm

: lưu lượng bùn cát bình quân ngày (kg/s) R

3

Q: lưu lượng nước bình quân ngày (m /s) R tháng, năm= trung bình cộng

K hệ số chuyển đổi

- Thể tích chất lơ lửng thời đoạn Vthời đoạn = R thời đoạn.T (Tấn/ ngày, tháng, năm) 10.2.4 Kiểm tra kết tính

a) Kiểm tra tính chất tương ứng ρ =f(t) b) Kiểm tra phương trình cân

Vvao Vtrong ra

∑ ±∑ = ±∑V

c) Tổng hợp thuyết minh số liệu với khối lượng tính đại biểu cao

10.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH R THEO TƯƠNG QUAN

-Giả thiết trạm đo độ đục ρ tăng thuận chiều với lưu lượng nước Q quan hệ R =f(Q) dạng cong lõm

- Giả thiết trạm đo độđục ρ tăng giảm , ngược chiều với lưu lượng nước Q quan hệ R=f(Q) có dạng cong lồi

2 Cách làm

- Vẽ quan hệ R ≈ f(Q) (từ số liệu thực đo lần đo Q đo lưu lượng bùn cát lơ lửng mặt cắt ngang

- Xét sai số : không xét sai sốσ mà xét sai số giới hạn ÷10% ±15% - Tính R: biết Q tra biểu đồđược R

R(kg/s

+10% -10%

Q m3/s

Hình 10.2 Quan hệ R=f(Q) 3) Điều kiện ứng dụng ưu nhược điểm

- Điều kiện ứng dụng : địa hình , địa chất tương đối đồng , xói lở ứng dụng điều kiện khơng có số liệu ρtđại biểu đo hàng ngày (ρt đo lúc 7h sáng đo ρm ngang )

- Ưu điểm : đơn giản , khơng địi hỏi ρt hàng ngày nên số liệu giảm nhẹ - Nhược điểm: xét tới yếu tố lưu lượng yếu tố khác chưa xét tới 10.3.2 Tương quan độ đục ρt ρm =f( ) ρt

ρ ρ ρ ρ ρ m n n q q Q = +⎛ + ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ + + 1 2

2 q

ρ1,ρ2, ρn độđục thuỷ trực thứ 1, 2, n

q1, q2, qn lưu lượng phận

α = q β=

q q q ;

đặt q2=αq1; q3=βq1; Q = nq1⇒

n n m αρ ρ ρ β ρ ρ α ρ

ρ = 1+ 2( 1+ 2)+ 2( 2+ 3)

Vậy độđục mặt cắt ngang phụ thuộc vào độ đục thành phần đồng thời phụ thuộc hệ số lưu lượng

ρm = f (ρlon,qlon), tức ρ=f (ρ chủ lưu) Do

2) Cách làm

Lập quan hệ ρm ρt

- Nguyên tắc: đơn trị, thay đổi đột ngột, sai số nhỏ - Xét sai số: xét sai số giới hạn

- Tính R

+ Trong ngày đo lần ρtđại biểu coi ρt ngày

+ Nếu ngày đo nhiều lần tính trung bình cộng lần đo

+ Nếu ngày khơng đo nội suy hai ngày gần biết ρt (ngày) tra đồ có ρn ngày ⇒Rngày=ρm.Qy

- Điều kiện thuỷ lực : chủ lực thay đổi để Q tương đối ổn định - Điều kiện địa hình : mặt cắt xói lở bồi lắng

- Số liệu : đo ρt (ngày) đại biểu - Ưu điểm: xét ảnh hưởng tổng hợp - Nhược điểm : khối lượng đo đạc lớn 4) Một số biện pháp xử lý

- Quan hệ ρm có thρt ể phân thành nhiều quan hệ thời đoạn (quan hệ ρm thời đoạn)

ρt

- Những trạm khơng đo độđục ρm nhiều ρtđại biểu lúc mượn hệ số nhiều năm để sử dụng

t

m Kρ

ρ =