Hiện tượng thuỷ triều làm cho mực nước liên tục thay đổi (nâng lên, hạ xuống), điều đó có nghĩa là độ sâu thực tế cũng liên tục thay đổi theo thời gian. Vì vậy, thuỷ triều có ý nghĩa rất quan trọng đối với các hoạt động trên biển nói chung và Hải quân nói riêng. ý nghĩa đó càng quan trọng ở những khu vực triều hoạt động mạnh (có biên độ lớn).
Như chúng ta đã biết: H = H0 + ht
H0 - độ sâu trên hải đồ tại thời điểm tính; ht - độ cao thuỷ triều tại thời điểm tính.
Do đó khi ht luôn thay đổi, H0 được coi là không đổi theo số liệu trên hải đồ điều đó dẫn đến H sẽ liên tục thay đổi theo thời gian.
Đối với Hải quân, khi thực hiện thả các loại mìn neo, mìn đáy đều phải quan tâm đến thuỷ triều. Khi tàu ra vào ụ, đốc, khi tàu qua các khu vực biển nông (có độ sâu ghi trên hải đồ H0 nhỏ không bảo đảm an toàn cho tàu). Ngay cả khi tàu neo đậu ở khu vực triều hoạt động mạnh cũng cần chú ý, tàu cập cảng cũng cần theo dõi thuỷ triều để thu hay nới dây buộc tàu, tránh hiện tượng “treo tàu”.
Tóm lại, tuỳ theo yêu cầu thực tế của tình huống mà tính toán thuỷ triều đáp ứng với yêu cầu đó. Sau đây là các ứng dụng cụ thể:
a, Xác định thuỷ triều để tàu vượt qua bãi cạn
Nhìn chung, khi làm kế hoạch đi biển, hướng đi và các tuyến đi kế hoạch dự tính của tàu được thực hiện tránh các khu vực cạn (có H0 nhỏ so với mớn nước của tàu). Tuy vậy, trong thực tế, yêu cầu của tình huống chiến đấu, tình huống bắt buộc đòi hỏi phải hoạt động (đi qua, cập cảng...) ở các bãi cạn hoặc vì tiết kiệm thời gian đi biển và quãng đường đi tối ưu v.v...
Ta biết rằng, độ sâu ghi trên hải đồ được coi là độ sâu tối thiểu tại điểm đó. Vì vậy, nếu tính cả thuỷ triều thì độ sâu thực tế có thể cho phép tàu chạy qua bãi cạn an toàn.
Theo kinh nghiệm hoạt động trên biển, ta cần xác định độ sâu an toàn tối thiểu cho mỗi con tàu (với mớn nước lái thực tế khi đi biển - TL). Độ sâu an toàn tối thiểu đó được tính bằng hệ số của mớn nước lái sao cho khi tàu chạy, phần lái chìm xuống, song vẫn cách đáy một khoảng trống (không chạm đáy). Trong trường hợp tàu chạy với vận tốc đủ ăn lái để vượt cạn, độ sâu an toàn tối thiểu là:
hat = K . TL
Hệ số k là hệ số kinh nghiệm K = 1,1 ÷ 2,0 - K phụ thuộc vào trạng thái mặt biển (sóng); - Địa hình đáy, chất đáy;
- Cấu trúc thân vỏ, kết cấu chân vịt, bánh lái; - Mớn nước lái của tàu.
Thông thường, hệ số Ktrung bình = 1,5. Nếu các yếu tố trên là xấu (sóng lớn, địa hình đáy, chất đáy nguy hiểm v.v...) thì nên chọn K lớn hơn, song không nên quá 2,0 vì như vậy sẽ mất ý nghĩa thực tế lợi dụng thuỷ triều để vượt cạn.
Muốn cho tàu vượt qua bãi cạn có H0 < hat ta cần độ sâu thực tế: H ≥ hat
ht ≥ K . TL - H0
Ví dụ 1: Tàu cần vượt qua một bãi cạn mà tại đó độ sâu ghi trên hải đồ bằng 2,5 mét. Mớn nước lái của tàu TL = 2,6m. Tìm thuỷ triều cho tàu vượt cạn?
Giải:
hat = K . TL . Trong điều kiện bình thường, cho K = 1,5 Vậy:
hat = 1,5 x 2,6m = 3,9m ht ≥ 3,9 m - 2,5m
ht ≥ 1,4m
Tóm lại, muốn vượt qua bãi cạn đó mà không chạm đáy đòi hỏi thuỷ triều tại đó ít nhất cao 1,4 mét.
Từ đó căn cứ vào bảng thuỷ triều, tính toán khoảng thời gian có ht ≥ 1,4 mét để đưa tàu qua bãi cạn.
b, Tính thuỷ triều cho tàu đi qua gầm cầu
Ở một số sông, ảnh hưởng thuỷ triều có cầu bắc qua sông (cầu cố định). Tàu muốn chui qua gầm cầu đòi hỏi phải giải quyết bài toán thực tiễn về thuỷ triều sao cho tàu qua vừa không bị cạn, vừa không vướng cầu. Bài toán này tạo cho ta kế hoạch tối ưu khi đi biển tránh tình trạng tàu thuyền neo đậu hai bên cầu “chờ nước”.
Các thông số cần thiết để giải bài toán này là : - H0 - độ sâu của sông dưới gầm cầu ghi trên hải đồ. - HK- độ cao gầm cầu trên mực số “0” hải đồ.
Tàu có mớn nước TL có chiều cao tính từ vạch mớn nước đến đỉnh cao nhất của tàu - TK
Các số liệu H0, HK thường được ghi ở mố cầu khi thiết kế xây dựng, nếu không có cần phải khảo sát.
Để tàu thuyền không bị cạn khi đi qua dưới cầu, cần chọn thuỷ triều thoả mãn bài toán vượt cạn:
ht1 ≥ K . TL - H0
Mặt khác, để tàu không bị vướng cầu đòi hỏi thuỷ triều với điều kiện: ht2 ≤ HK - b.TK (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong biểu thức trên, thành phần b.TK là khoảng không bảo đảm an toàn cho tàu không bị vướng cầu. Hệ số b thường lấy theo hệ số TK; b = 1,1 ÷ 1,5 để tránh tình trạng mặt sông dao động do sóng và sai số về thuỷ triều.
Hình 5.20. Các thông sốđể tính thuỷ triều qua gầm cầu
Ví dụ 2: Tàu có TL = 1,0m có TK = 4,5 m cần chui qua cầu X để làm nhiệm vụ, biết độ sâu sông ghi trên hải đồ : H0 = 1,8 mét ; độ cao gầm cầu trên mực 0 hải đồ HK = 8,0m; cho K = 1,5 ; b = 1,2. Giải: ht1 ≥ 1,5 x 2,0m - 1,8 m ht1 ≥ 1,2m ht2 ≤ 8,0m - 1,2 x 4,5m ht2 ≤ 2,6m
Vậy tàu muốn chui qua gầm cầu X an toàn đòi hỏi điều kiện thuỷ triều là: 1,2m < ht < 2,6m
Tuy nhiên, thực tế bài toán sẽ có các tình huống đơn giản hơn nếu như khi xây dựng cầu đã tính đến chế độ triều và qui định cho các phương tiện thuỷ đi qua có giới hạn chiều cao qui định; các cầu hiện đại khi thiết kế xây dựng đã tính đến chiều cao tĩnh không - nghĩa là khi thuỷ triều cao cao nhất, các phương tiện đều không chạm cầu. Khi đó, không cần tính đến thuỷ triều cao cao nhất (ht2) mà chỉ quan tâm đến điều kiện mắc cạn. Ngược lại sẽ khó khăn khi sông cạn, cầu thấp, không thoả mãn hoàn toàn hai điều kiện trên thì cần phải có vận dụng hợp lý căn cứ vào tình hình thực tế để có biện pháp điều động thích hợp.
ht
HK