Giáo trình đo đạc và chỉnh lý số liệu thủy văn - Chương 3

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

139
lượt xem 28
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đo độ sâu dòng nước Độ sâu dòng nước và ứng dụng I- Khái niệm: Độ sâu dòng nước tại một điểm nào đó là khoảng cách theo phương thẳng đứng từ mặt nước tới đáy sông tại điểm đó (1). Theo ý nghĩa vật lý thì độ sâu là khoảng cách theo phương vuông góc với hướng chảy bình quân từ mặt nước tới đáy sông (2), nhưng trong thực tế độ sâu được xác định theo khái niệm (1). Độ sâu ký hiệu là h đơn vị hay dùng là m. ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình đo đạc và chỉnh lý số liệu thủy văn - Chương 3

Ch−¬ng III §o ®é s©u dßng n−íc § 3-1 §é s©u dßng n−íc vμ øng dông I- Kh¸i niÖm: §é s©u dßng n−íc t¹i mét ®iÓm nµo ®ã lµ kho¶ng c¸ch theo ph−¬ng th¼ng ®øng tõ mÆt n−íc tíi ®¸y s«ng t¹i ®iÓm ®ã (1). Theo ý nghÜa vËt lý th× ®é s©u lµ kho¶ng c¸ch theo ph−¬ng vu«ng gãc víi h−íng ch¶y b×nh qu©n tõ mÆt n−íc tíi ®¸y s«ng (2), nh−ng trong thùc tÕ ®é s©u ®−îc x¸c ®Þnh theo kh¸i niÖm (1). §é s©u ký hiÖu lµ h ®¬n vÞ hay dïng lµ m. II- øng dông: Trong ®o ®¹c thuû v¨n ®é s©u dïng ®Ó tÝnh diÖn tÝch mÆt c¾t −ít, tõ ®ã tÝnh l−u l−îng n−íc, l−u l−îng bïn c¸t vµ c¸c ®Æc tr−ng kh¸c cã liªn quan tíi chiÒu s©u dßng ch¶y. Tõ ®é s©u øng víi mùc n−íc tÝnh to¸n cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc cao tr×nh ®¸y s«ng t¹i c¸c ®iÓm ®o s©u, tõ ®ã cã thÓ cã ®−îc mÆt c¾t ngang, mÆt c¾t däc, lËp b×nh ®å ®o¹n s«ng. ViÖc ®o ®Þa h×nh lßng s«ng phÇn d−íi n−íc ®−îc g¾n víi phÇn ®o ®¹c trªn c¹n b»ng c¸c tuyÕn dÉn hoÆc to¹ ®é c¸c tiªu hoÆc täa ®é ®iÓm ®Æt m¸y ®o gãc ...§Ó hiÓu râ h¬n vÒ viÖc ®o ®Þa h×nh lßng s«ng xin xem thªm “gi¸o tr×nh ®o ®¹c phæ th«ng”. Néi dung chñ yÕu cña ch−¬ng tr×nh nµy chØ ®Ò cËp tíi c¸c ph−¬ng ph¸p ®o s©u ®Ó phôc vô cho viÖc kh¶o s¸t chän vÞ trÝ ®Æt tr¹m, cung cÊp ®é s©u cho ®o ®¹c vµ tÝnh to¸n sè liÖu ë c¸c tr¹m thuû v¨n. § 3-2. Dông cô vμ m¸y mãc ®o s©u I- Dông cô ®o s©u tõng ®iÓm 1. Th−íc s¾t vµ sµo Th−íc lµm b»ng nh«m hoÆc b»ng hîp kim nhÑ kh«ng gØ cã d¹ng h×nh trô rçng, dµi 2÷2.5 m, ®−êng kÝnh 2÷2.5 cm ®−îc kh¾c v¹ch cm. Ch©n th−íc cã ®Õ ®Ó khi ®o th−íc kh«ng ngËp s©u trong bïn. Th−íc s¾t cã −u ®iÓm lµ ®o nhanh, ®é chÝnh x¸c cao, nh−ng nã chØ ®−îc dïng ®Ó ®o ë n¬i cã ®é s©u nhá h¬n 2m, l−u tèc nhá h¬n 1,5 m/s. §èi víi n¬i cã ®é s©u tõ 3÷5 m vµ l−u tèc nhá h¬n 1.5 m/s th× dïng sµo ®o s©u. Sµo cã thÓ lµm b»ng tre, nøa, gç th¼ng, ®−êng kÝnh tõ 4÷5 cm, dµi 6÷7 m.Trªn th©n sµo cã kh¾c kho¶ng c¸ch 5 cm, 10 cm mét, ch©n sµo cã l¾p ®Õ s¾t nÆng tõ 0.5÷1.5 kg ®Ó dÔ d×m sµo xuèng n−íc. Dïng sµo ®Ó ®o s©u cho ®é chÝnh x¸c kh¸ cao, nh−ng chØ dïng ®−îc ë n¬i cã ®é s©u vµ l−u tèc nhá. 2. Têi vµ t¶i träng T¶i träng ®o s©u cã t¸c dông gi÷ c¨ng d©y c¸p vµ ®o ®óng vÞ trÝ ®iÓm cÇn ®o. T¶i träng ®−îc lµm b»ng c¸c vËt liÖu cã träng l−îng riªng lín (s¾t, gang, ch×...), t¶i träng ph¶i cã d¹ng http://www.ebook.edu.vn 32
sao cho khi lµm viÖc trong n−íc æn ®Þnh nhÊt. Trong ®o ®¹c thuû v¨n t¶i träng th−êng cã h×nh d¹ng con c¸ vµ ®−îc gäi lµ “c¸ s¾t”. Tuú theo ®iÒu kiÖn dßng ch¶y t¹i vÞ trÝ ®o mµ lùa chän c¸ s¾t cã t¶i träng cho thÝch hîp. C¸ s¾t cã c¸c lo¹i: 25kg, 35kg, 50kg, 75kg, 100kg, 120kg... Têi lµ ph−¬ng tiÖn n©ng t¶i träng vµ treo c¸c dông cô m¸y mãc ®o ®¹c. C¸c bé phËn chÝnh cña têi gåm cã: bµn têi (1), cÇn têi (2), trôc quÊn c¸p (3), tay quay (4), d©y c¸p (5), hép sè (7), ngoµi ra cßn c¸c bé phËn phô nh− rßng räc (6), phanh v.v.. (Xem h×nh 3-1). H×nh 3-1. Têi Nªva H×nh 3-2. a) Tr−êng hîp a ≤1m; b) tr−êng hîp a>1m Têi vµ t¶i träng cã thÓ ®o s©u cho mäi tr−êng hîp, thÝch hîp nhÊt lµ khi ®é s©u vµ l−u tèc lín. Khi lùc t¸c dông cña dßng n−íc vµo c¸ s¾t vµ c¸p lín sÏ lµm cho d©y c¸p lÖch khái ph−¬ng th¼ng ®øng mét gãc α. Khi α ≥100 th× ph¶i hiÖu chØnh ®é s©u ®o ®−îc. Tr−êng hîp α > 300 th× ph¶i thay c¸ s¾t cã träng l−îng lín h¬n vµ ®o l¹i. Cã thÓ chia ra hai tr−êng hîp sau ®©y khi cÇn ph¶i hiÖu chØnh ®é s©u: + Tr−êng hîp a ≤ 1m (h×nh 3-2a). Tr−êng hîp nµy ®é s©u hiÖu chØnh ®−îc tÝnh theo c«ng thøc sau: h = 1- a - Δ2 (3-1) Trong ®ã: h- ®é s©u ®· hiÖu chØnh l- chiÒu dµi cña d©y c¸p kÓ tõ rßng räc ®ì c¸p ®Çu cÇn tíi bông c¸ s¾t ®Æt trªn ®¸y s«ng. a- kho¶ng c¸ch tõ rßng räc tíi mÆt n−íc. http://www.ebook.edu.vn 33
Δ2- sè hiÖu chØnh phô thuéc vµo gãc lÖch α vµ chiÒu dµi d©y c¸p ngËp trong n−íc, nh− trong b¶ng 3-1. B¶ng 3 - 1. TrÞ sè hiÖu chØnh ®é s©u Δ2 (m) ChiÒu Gãc lÖch cña d©y c¸p (®é) dµi c¸p 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 ngËp l1 (m) 1. 0,01 0,02 0,02 0,03 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,12 2. 0,02 0,03 0,01 0,06 0,06 0,07 0,08 0,09 0,11 0,12 0,14 0,16 0,18 3. 0,03 0,04 0,05 0,06 0,08 0,09 0,11 0,13 0,15 0,18 0,19 0,23 0,26 4. 0,03 0,01 0,03 0,08 0,10 0,12 0,14 0,17 0,19 0,22 0,24 0,28 0,32 5. 0,01 0,05 0,07 0,09 0,11 0,13 0,17 0,20 0,21 0,27 0,29 0,35 0,40 6. 0,05 0,05 0,10 0,10 0,15 0,15 0,20 0,25 0,25 0,30 0,35 0,10 0,45 7. 0,05 0,05 0,10 0,10 0,15 0,18 0,25 0,25 0,30 0,35 0,40 0,50 0,55 8. 0,05 0,10 0,10 0,15 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,55 0,60 9. 0,05 0,10 0,10 0,15 0,20 0,23 0,30 0,35 0,10 0,45 0,50 0,60 0,70 10. 0,5 0,10 0,15 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,45 0,50 0,56 0,65 0,75 11. 0,10 0,10 0,20 0,20 0,20 0,27 0,30 0,40 0,50 0,60 0,61 0,70 0,80 12. 0,10 0,10 0,20 0,20 0,30 0,29 0,40 0,40 0,50 0,60 0,66 0,80 0,90 13. 0,10 0,10 0,20 0,20 0,30 0,32 0,40 0,50 0,60 0,70 0,71 0,90 1,00 14. 0,10 0,10 0,20 0,20 0,30 0,34 0,40 0,50 0,60 0,70 0,77 0,90 1,00 15. 0,10 0,10 0,20 0,20 0,30 0,36 0,50 0,50 0,60 0,70 0,82 1,00 1,10 16. 0,10 0,10 0,20 0,30 0,30 0,39 0,50 0,60 0,70 0,80 0,87 1,10 1,20 17. 0,10 0,20 0,20 0,30 0,30 0,41 0,50 0,60 0,70 0,80 0,92 1,10 1,20 18. 0,11 0,20 0,20 0,30 0,40 0,43 0,60 0,70 0,80 0,90 0,97 1,250 1,30 19. 0,11 0,20 0,20 0,30 0,40 0,45 0,60 0,70 0,80 0,90 1,03 1,20 1,40 20. 0,12 0,20 0,20 0,30 0,40 0,47 0,60 0,70 0,80 1,00 1,08 1,30 1,50 + Tr−êng hîp a>1m (h×nh 3-2b) tr−êng hîp nµy ®é s©u hiÖu chØnh ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : h = l2 - Δ2 = l1 - Δ1 - Δ2 (3-2) Trong ®ã: l1- chiÒu dµi cña d©y c¸p ngËp trong n−íc kh«ng thùc tÕ (®é s©u gi¶). l2- chiÒu dµi cña d©y c¸p ngËp trong n−íc thùc tÕ. l2 = l 1 - Δ1 Δ1- HÖ sè hiÖu chØnh ®−îc tÝnh theo c«ng thøc. ⎛1 ⎞ − 1⎟ Δ1 = a ⎜ (3-3) ⎝ cos α ⎠ Víi α lµ gãc lÖch cña d©y c¸p so víi ph−¬ng th¼ng ®øng. §Ó hiÖu chØnh ®é s©u ta tiÕn hµnh nh− sau: http://www.ebook.edu.vn 34
- X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch a. - Th¶ c¸ s¸t ch¹m mÆt n−íc, sau ®ã th¶ c¸ s¾t ch¹m ®¸y s«ng, x¸c ®Þnh chiÒu dµi c¸p ngËp trong n−íc l1. - §o gãc lÖch α - TÝnh Δ1 theo (3-3) - §é s©u hiÖu chØnh ®−îc tÝnh theo (3-2) II- M¸y håi ©m ®o s©u M¸y håi ©m ®o s©u lµ dông cô cã thÓ ®o ®−îc ®é s©u tõng ®iÓm hoÆc ®o ®é s©u liªn tôc trªn tuyÕn ®o. 1. Nguyªn lý chung cña m¸y håi ©m ®o s©u: Dùa vµo thêi gian truyÒn ©m trong n−íc kÓ tõ lóc ph¸t sãng ©m tíi lóc sãng ©m gÆp ®¸y s«ng vµ ph¶n håi trë l¹i mµ m¸y tÝnh ®−îc ®é s©u. Theo nguyªn lý ®ã ®é s©u ®−îc tÝnh nh− sau (c«ng thøc lý thuyÕt). 2 2 ⎛ Δt ⎞ ⎛L⎞ h= ⎜ . C⎟ − ⎜ ⎟ +d (3-4) ⎝2 ⎝2⎠ ⎠ Trong ®ã: h - §é s©u t¹i ®iÓm ®o. Δt - Thêi gian tõ khi ph¸t sãng ©m tíi khi thu ®−îc sãng ©m ph¶n håi. C - Tèc ®é truyÒn ©m trong n−íc. C phô thuéc vµo nhiÖt ®é vµ ®é mÆn cña n−íc. Khi nhiÖt ®é n−íc tõ 0 ÷30°C vµ ®é mÆn tõ 0 ÷35%o th× C=1400-1550 m/s L - Kho¶ng c¸ch gi÷a bé phËn thu vµ ph¸t sãng ë ®Çu dß. d - Kho¶ng c¸ch tõ mÆt n−íc xuèng tíi ®Çu dß. §é s©u nµy tuú thuéc tr¹ng th¸i mÆt n−íc lóc ®o mµ ®Æt. Tr−êng hîp mÆt n−íc t−¬ng ®èi yªn lÆng cã thÓ chän d tõ 20÷30 cm, khi cã sãng to, thuyÒn chßng chµnh m¹nh cã thÓ ®Æt ®é s©u d lín h¬n. 2. C¸c bé phËn c¬ b¶n cña m¸y håi ©m. a. M¸y chñ cã c¸c chøc n¨ng sau: - T¹o ra siªu ©m víi tÇn sè nhÊt ®Þnh (50, 150, 200...HZ) khuyÕch ®¹i vµ truyÒn tíi ®Çu dß khi vËn hµnh. - NhËn n¨ng l−îng ©m ph¶n x¹ tõ ®Çu dß. - X¸c ®Þnh thêi gian tõ lóc ph¸t tíi lóc thu sãng ©m. - Tù ®éng x¸c ®Þnh ®é s©u vµ truyÒn kÕt qu¶ tíi bé phËn tù ghi hoÆc mµn h×nh hiÓn thÞ. b. §Çu dß (transducer) cã chøc n¨ng: Sau khi sãng siªu ©m ®−îc khuÕch ®¹i truyÒn tíi bé phËn ph¸t cña ®Çu dß. ë ®©y n¨ng l−îng sãng siªu ©m ®−îc ph¸t vµo n−íc d−íi d¹ng chïm tia h×nh nãn. Khi sãng ©m gÆp ®¸y s«ng (hoÆc vËt r¾n trong dßng ch¶y) sÏ ph¶n håi trë l¹i bé phËn thu cña ®Çu dß, n¨ng l−îng sãng ph¶n håi sÏ ®−îc truyÒn tíi m¸y chñ. http://www.ebook.edu.vn 35
Bé phËn thu, ph¸t sãng cña ®Çu dß ®−îc l¾p ®Æt gÇn nhau trªn cïng 1 gi¸ khi vËn hµnh ®Çu dß ®−îc ®Æt ë ®é s©u ngËp hoµn toµn trong n−íc. c. Bé phËn tù ghi vµ hiÓn thÞ: §é s©u ®o liªn tôc trªn tuyÕn ®o hoÆc tõng ®iÓm sÏ ®−îc m¸y chñ tÝnh to¸n vµ truyÒn tíi bé phËn tù ghi d−íi d¹ng ®iÖn. Kim tù ghi sÏ ghi ®é s©u ®· ®o lªn b¨ng giÊy chuyªn dïng theo tû lÖ nhÊt ®Þnh. Riªng lo¹i m¸y thÕ hÖ gi÷a vµ sau cßn cã mµn h×nh (L- CD Window) ®Ó hiÓn thÞ ®é s©u vµ c¸c th«ng sè kh¸c khi cÇn thiÕt. Lo¹i m¸y hiÖn ®¹i h¬n cã thÓ kÕt nèi víi m¸y tÝnh vµ ®Þnh vÞ ®−îc ®iÓm ®o. ViÖc vËn hµnh m¸y nhê c¸c phÝm ®iÒu khiÓn l¾p ®Æt trªn mÆt m¸y. (H×nh 3-3) d. Nguån ®iÖn: M¸y ®−îc cung cÊp bëi nguån ®iÖn 11-15V DC khi vËn hµnh. 3. Mét sè lo¹i m¸y håi ©m ®o s©u: Cïng víi sù ph¸t triÓn cña c¸c ngµnh khoa häc, m¸y håi ©m ®o s©u ngµy nay ®· cã nhiÒu c¶i tiÕn quan träng nh− kÕt cÊu gän nhÑ, tiªu thô Ýt n¨ng l−îng, ®o ®¹c thuËn lîi vµ cã ®é chÝnh x¸c ngµy cµng cao. M¸y cã thÓ ®o ®−îc ®é s©u liªn tôc trªn tuyÕn ®o. Sè liÖu cã thÓ ®−îc ghi vµo b¨ng, l−u gi÷ vµo ®Üa tõ hoÆc kÕt nèi víi m¸y tÝnh. Sau ®©y sÏ giíi thiÖu mét sè lo¹i m¸y FURUNO do NhËt B¶n s¶n xuÊt ®ang ®−îc dïng réng r·i ë n−íc ta vµ m¸y Bathy-1500 cña Tæ hîp s¶n xuÊt thiÕt bÞ kh¶o s¸t ®¹i d−¬ng, Mü. B¶ng 3-2. Giíi thiÖu mét sè lo¹i m¸y håi ©m ®o s©u TT Lo¹i m¸y §é réng §é s©u ®o ®−îc (m) Mµn h×nh Sè liÖu ra ThÕ hÖ m¸y b¨ng ghi CD. Window ®Üa tõ, b¨ng Hmax hmin (inches) 1 FE 400A 4 180 1.8 Kh«ng B¨ng giÊy §Çu 2 FE 600A 6 320 1.8 Kh«ng nt §Çu 3 FE 4300 4 640 0.7 Cã nt Trung 4 FE 6300 6 640 0.7 Cã nt Trung 5 Bathy-1500 8,5 5000
§ 3-3 ChÕ ®é ®o s©u ViÖc quy ®Þnh chÕ ®é ®o s©u tuú thuéc vµo t×nh h×nh thay ®æi cña lßng s«ng, yªu cÇu phôc vô cña tµi liÖu vµ sai sè cho phÐp trong ®o ®¹c. Nãi chung ®o cµng dµy th× cµng ph¶n ¸nh chÝnh x¸c sù thay ®æi cña lßng s«ng nh−ng tèn kÐm. Do vËy cÇn c¨n cø vµo yªu cÇu vµ môc ®Ých sö dông mµ quy ®Þnh chÕ ®é ®o s©u sao cho ®¶m b¶o yªu cÇu víi sè lÇn ®o ®¹c Ýt nhÊt. - §o s©u ®Ó phôc vô cho c«ng t¸c lËp b×nh ®å ®o¹n s«ng, nghiªn cøu sù diÔn biÕn dßng s«ng th× trong mét n¨m cã thÓ chØ ®o ®¹c mét sè lÇn vµo nh÷ng thêi kú lßng s«ng cã båi, xãi lín (tr−íc vµ sau mïa lò). - Khi ®o s©u phôc vô cho viÖc lËp qui ho¹ch hoÆc thiÕt kÕ c«ng tr×nh trªn s«ng th× chÕ ®é ®o tuú thuéc yªu cÇu mµ ®Þnh cho phï hîp. - ViÖc ®o s©u ®Ó tÝnh l−u l−îng n−íc vµ l−u l−îng bïn c¸t t¹i c¸c tr¹m thuû v¨n th× yªu cÇu sè lÇn ®o nhiÒu h¬n. Sè lÇn ®o trong tõng thêi kú tuú thuéc vµo h×nh thøc vµ møc ®é båi xãi cña mÆt c¾t ngang t¹i tuyÕn ®o mµ ®Þnh. • ë c¸c tr¹m thuû v¨n thuéc vïng kh«ng ¶nh h−ëng triÒu chÕ ®é ®o s©u kh¸i qu¸t nh− sau: §èi víi thêi kú lßng s«ng æn ®Þnh th× cø 5 ÷ 10 lÇn ®o l−u l−îng ®o ®é s©u 1 lÇn. VÒ mïa kiÖt kho¶ng 2-3 th¸ng ®o s©u mét lÇn. • ë c¸c tr¹m thuéc s«ng ¶nh h−ëng triÒu : Thêi kú lò, khi diÖn tÝch thay ®æi v−ît qu¸ 5% (cïng cÊp mùc n−íc) th× cÇn bè trÝ ®o s©u. VÒ mïa kiÖt cø 2-3 th¸ng ®o s©u 1 lÇn. Riªng khi ®o chi tiÕt th× mçi lÇn ®o l−u l−îng ®Òu ®ång thêi ®o s©u. § 3-4 C¸c ph−¬ng ph¸p ®o s©u I- §o s©u theo mÆt c¾t ngang Sè liÖu ®o s©u theo mÆt c¾t ngang ®−îc sö dông ®Ó tÝnh c¸c yÕu tè l−u l−îng, bïn c¸t, lËp b×nh ®å ®o¹n s«ng... 1. Chän vÞ trÝ mÆt c¾t ngang Sè l−îng mÆt c¾t vµ sè ®iÓm ®o trªn mçi mÆt c¾t quyÕt ®Þnh bëi yªu cÇu vÒ ®é chÝnh x¸c cña tµi liÖu. Cµng nhiÒu mÆt c¾t vµ ®iÓm ®o th× ®Þa h×nh ®¸y s«ng sÏ ®−îc ph¶n ¸nh cµng chÝnh x¸c. VÞ trÝ mÆt c¾t vµ ®iÓm ®o ®−îc chän ë nh÷ng chç ®Þa h×nh cã sù thay ®æi ®ét biÕn. Kho¶ng c¸ch gi÷a 2 mÆt c¾t ngang liªn tiÕp cã thÓ c¨n cø vµo chØ tiªu sau: Khi ®é réng s«ng B ≈ 100m, kho¶ng c¸ch gi÷a 2 mÆt c¾t ngang chän trong kho¶ng ⎛ 1 1⎞ ⎛1 1⎞ ⎜ ÷ ⎟ B, khi B ≈ 1000m, th× kho¶ng c¸ch ®ã b»ng ⎜ ÷ ⎟ B. ⎝ 2 3⎠ ⎝3 4⎠ 2. X¸c ®Þnh ®iÓm ®o trªn mÆt c¾t ngang (®o ®Þa h×nh) Sè ®iÓm ®o s©u trªn mçi mÆt c¾t ngang phô thuéc vµo chiÒu réng s«ng vµ ®Þa h×nh cña ®¸y s«ng mµ bè trÝ. Nãi chung chç Ýt thay ®æi th× bè trÝ th−a ®iÓm ®o, chç ®Þa h×nh ®¸y s«ng http://www.ebook.edu.vn 37
thay ®æi lín th× bè trÝ dµy, nh÷ng chç ®Þa h×nh ®¸y s«ng cã thay ®æi ®ét ngét cÇn cã ®iÓm ®o, sè ®iÓm ®o trªn mÆt c¾t cã thÓ tham kh¶o b¶ng (3-3). B¶ng 3-3. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®iÓm ®o s©u trªn mÆt c¾t 100 ÷ 200 200 ÷ 500 500 ÷ 1000 ChiÒu réng s«ng
b. Dïng mia vµ m¸y kinh vÜ: Trong ®iÒu kiÖn kh«ng ¸p dông ®−îc ph−¬ng ph¸p c¨ng d©y th× cã thÓ dïng m¸y kinh vÜ ®Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ ®iÓm ®o. Theo ph−¬ng ph¸p nµy trªn tuyÕn ngang dùng 4 sµo tiªu R1, R2,R3,R4. (H×nh 3-6), ®Æt m¸y kinh vÜ ë ®iÓm A (gÇn mÐp s«ng), cè ®Þnh h−íng ng¾m vÒ sµo tiªu R3. Mia ®−îc dùng trªn thuyÒn vµ ®äc kho¶ng c¸ch trùc tiÕp. Ph−¬ng ph¸p nµy cã thÓ ¸p dông tèt khi mÆt s«ng lÆng sãng, vµ l−u tèc nhá. H×nh 3-5. X¸c ®Þnh ®iÓm ®o b»ng ph−¬ng ph¸p c¨ng d©y ngang s«ng c. Dïng m¸y kinh vÜ vµ sµo tiªu ®o gãc: Theo ph−¬ng ph¸p nµy trªn mÆt c¾t ngang dùng 4 sµo tiªu R1, R2, R3, R4. Tõ ®iÓm A ë trªn bê (n»m trªn mÆt c¾t ngang) lÊy mét ®o¹n AC vu«ng gãc víi R1, R2, AC lÊy gÇn b»ng chiÒu réng s«ng. §Æt m¸y kinh vÜ ë C (H×nh 3-7). Khi ®o s©u t¹i ®iÓm nµo ®ã ta ®äc gãc β (hîp bëi h−íng CA vµ sµo tiªu trªn thuyÒn). Kho¶ng c¸ch tõ thuyÒn (®iÓm M) tíi ®iÓm A sÏ lµ: AM = AC. tgβ H×nh 3-6. X¸c ®Þnh ®iÓm ®o b»ng H×nh 3-7. X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch b»ng m¸y kinh vÜ kinh vÜ vµ sµo tiªu d. Dïng hai m¸y kinh vÜ giao héi: VÞ trÝ ®iÓm ®o cã thÓ x¸c ®Þnh b»ng c¸c tia ng¾m do hai m¸y kinh vÜ ®Æt trªn bê (kh«ng trïng víi mÆt c¾t ngang). Ph−¬ng ph¸p nµy ®−îc ¸p dông c¶ khi kh«ng ®o s©u theo mÆt c¾t ngang; thuËn lîi khi lËp b×nh ®å ®¸y s«ng. http://www.ebook.edu.vn 39
Ngoµi c¸c ph−¬ng ph¸p ®· nªu ë trªn cßn cã thÓ dïng têi (h×nh 3-8) hoÆc cäc tiªu (h×nh 3-9) ®Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ ®iÓm ®o. H×nh 3-8 H×nh 3-9 a) HÖ thèng tiªu ngoµi; b) HÖ thèng tiªu trong Ph−¬ng ph¸p nµy ®−îc ¸p dông ®o s©u ë mÆt c¾t vµ ®iÓm ®o cè ®Þnh nh− ë c¸c tr¹m thuû v¨n. e. Dïng m¸y XÕch t¨ng (Sextant) ®Æt trªn thuyÒn: CÊu t¹o cña m¸y Xªch t¨ng dùa trªn nguyªn lý quang häc sau ®©y: Mét tia s¸ng sau khi ph¶n x¹ 2 lÇn qua 2 g−¬ng ph¼ng sÏ t¹o víi tia tíi ®Çu tiªn mét gãc b»ng hai lÇn trÞ sè gãc hîp bëi hai g−¬ng ph¼ng ®ã. a 2 δ g−¬ng 3 δ 1 ε s¸o B 3 β ε b P ¶nh s¸o A α H×nh 3-10. S¬ ®å lµm viÖc cña m¸y XÕcht¨ng Theo nguyªn lý ®ã th× gãc hîp bëi tia ph¶n x¹ lÇn thø 2 ë g−¬ng (3) vµ tia tíi ®Çu tiªn (h−íng AP) lµ b»ng 2 lÇn gãc hîp bëi hai g−¬ng (2) vµ (3) - γ. VËy β = 2γ http://www.ebook.edu.vn 40
C¸c bé phËn chÝnh cña m¸y xªcht¨ng gåm: èng kÝnh ng¾m (1), g−¬ng ph¼ng di ®éng (2), g−¬ng ph¼ng cè ®Þnh(3), g−¬ng (3) gåm nöa trªn lµ kÝnh trong suèt, nöa d−íi lµ g−¬ng ph¼ng; vµnh ®é vµ du tiªu ®Ó x¸c ®Þnh gãc β kÑp bëi hai h−íng cÇn ®o. (H×nh 3-10) Dïng m¸y xªcht¨ng cã thÓ ®o ®−îc nh÷ng gãc d−íi 1250. §é chÝnh x¸c cña m¸y lµ 1 phót, nÕu −íc l−îng b»ng m¾t th−êng th× ®é chÝnh x¸c cã thÓ ®¹t 1/10phót. Muèn ®o gãc kÑp gi÷a hai sµo tiªu A-B nµo ®ã (H×nh 3-11) th× ng¾m qua èng kÝnh h−íng vÒ sµo tiªu B vµ ®o gãc β1. Sau ®ã quay du tiªu cho g−¬ng ph¼ng (2) di ®éng ®Õn A, khi thÊy ¶nh cña sµo tiªu A trïng víi sµo B trªn g−¬ng 3 th× ®äc gãc β2. TrÞ sè gãc kÑp gi÷a 2 h−íng A vµ B lµ: β = β2 - β1 Vµ kho¶ng c¸ch BM sÏ ®−îc tÝnh: H×nh 3-11. X¸c ®Þnh vÞ trÝ ®iÓm ®o BM = AB.Cotg β b»ng m¸y XÕcht¨ng II- §o s©u theo h−íng däc s«ng Khi cÇn kh¶o s¸t ®Þa h×nh ®¸y s«ng ë n¬i s«ng réng, l−u tèc lín th× cã thÓ ®o s©u theo h−íng däc s«ng. 1. §o theo h−íng dßng ch¶y: Trªn bê ®o¹n s«ng cÇn ®o bè trÝ nh÷ng ®iÓm khèng chÕ c¸c tuyÕn dÉn T1, T2, T3... (h×nh 3-12). T¹i c¸c ®iÓm khèng chÕ ®ã ®Æt c¸c m¸y kinh vÜ; dïng ph−¬ng ph¸p giao héi ®Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ tõng ®iÓm ®o s©u trªn c¸c tuyÕn theo h−íng dßng ch¶y. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®iÓm ®o trªn mçi tuyÕn tuú theo yªu cÇu cña tµi liÖu mµ quy ®Þnh, th«ng th−êng kho¶ng c¸ch ®ã tõ 1 1 ÷ ®é réng s«ng. H×nh 3-12 20 10 2. §o s©u theo h−íng chÐo dßng ch¶y: §Ó ®o theo ph−¬ng ph¸p nµy trªn bê s«ng còng ®−îc bè trÝ tuyÕn dÉn vµ ®Æt m¸y kinh vÜ nh− ph−¬ng ph¸p 1. Khi ®o cho thuyÒn di chuyÓn trªn c¸c tuyÕn hîp víi h−íng ch¶y mét gãc tõ 15-300. C¸c tuyÕn ®o chän c¸ch nhau tõ 1/4 ÷ 1/2 chiÒu réng s«ng. VÞ trÝ ®iÓm ®o trªn mçi tuyÕn ®−îc x¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p giao héi (h×nh 3-13). Khi ®o cã thÓ cho thuyÒn di chuyÓn theo c¸c tuyÕn ABCD... (theo mòi tªn) http://www.ebook.edu.vn 41
H×nh 3-13 III- §o s©u theo « vu«ng Ph−¬ng ph¸p nµy ®−îc dïng ®Ó ®o s©u ë lßng hå, kho n−íc, b·i ch×m... Dùa vµo b¶n ®å ®Þa h×nh chia mÆt hå hoÆc b·i cÇn ®o thµnh c¸c « (h×nh 3-14). Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tuyÕn dµy hay th−a lµ tuú thuéc vµo yªu cÇu ®é chÝnh x¸c cña tµi liÖu vµ ®Þa h×nh ®¸y hå, s«ng. Th«ng th−êng 2 ®iÓm ®o kÒ nhau trªn mçi tuyÕn c¸ch nhau 5÷10m. VÞ trÝ c¸c ®iÓm ®o cã thÓ ®−îc ®¸nh dÊu b»ng phao næi, tiªu trªn bê hoÆc ph−¬ng ph¸p giao héi nh− ®· tr×nh bµy. Ngoµi H×nh 3-14 c¸c ph−¬ng ph¸p ®Þnh vÞ ®iÓm ®o ®· nªu khi ®o s©u lßng hå réng, hoÆc biÓn cã thÓ sö dông m¸y ®Þnh vÞ qua vÖ tinh. Ph−¬ng ph¸p nµy kh¸ thuËn lîi khi ®−îc trang bÞ m¸y ®Þnh vÞ b¶o ®¶m ®é chÝnh x¸c cÇn thiÕt. § 3-5. ChØnh lý vμ tÝnh to¸n tμi liÖu ®o s©u C«ng t¸c chØnh lý vµ tÝnh to¸n tµi liÖu ®o s©u nh»m ph¸t hiÖn nh÷ng sai sãt trong ®o ®¹c, ghi chÐp, tÝnh to¸n ban ®Çu ®Ó n©ng cao ®é chÝnh x¸c cña tµi liÖu vµ hÖ thèng tµi liÖu d−íi d¹ng gän nhÊt gióp cho viÖc sö dông vµ l−u tr÷ tµi liÖu thuËn lîi. I- Néi dung chØnh lý sè liÖu ®o s©u Tr−íc khi chØnh lý tµi liÖu cÇn thu thËp c¸c lo¹i tµi liÖu nh− mùc n−íc, ®é s©u, gãc lÖch d©y c¸p, täa ®é ®iÓm ®o, l−u tèc dßng n−íc (nÕu cã) vµ c¸c lo¹i tµi liÖu kh¸c cã liªn quan tíi tµi liÖu ®o s©u nh− sãng, giã, t×nh h×nh thêi tiÕt vµ tµi liÖu ®o s©u cña c¸c lÇn ®o tr−íc ®ã. Néi dung c«ng t¸c chØnh lý, kiÓm tra sè liÖu bao gåm: • KiÓm tra sù hîp lý cña viÖc bè trÝ tuyÕn ®o vµ ®iÓm ®o. NÕu thÊy cÇn thiÕt th× cã thÓ tæ chøc ®o bæ sung. • KiÓm tra viÖc ghi chÐp ®é s©u vµ tµi liÖu x¸c ®Þnh vÞ trÝ ®iÓm ®o. • Dùa vµo tµi liÖu ®· ®o tÝnh ®é s©u ®· hiÖu chØnh. http://www.ebook.edu.vn 42
• Tr−êng hîp cã tµi liÖu ®o s©u cò, cÇn tiÕn hµnh so s¸nh ®é s©u cña c¸c lÇn ®o ®Ó ph¸t hiÖn nh÷ng sai sãt trong ®o ®¹c, ghi chÐp. • Dùa vµo c¸c kÕt qu¶ ®o ®¹c, thiÕt lËp mÆt c¾t däc, mÆt c¾t ngang s«ng, lËp b×nh ®å, tÝnh to¸n c¸c ®Æc tr−ng cña mÆt c¾t. • Thèng kª tµi liÖu d−íi d¹ng b¶ng biÓu vµ b¶n vÏ... Cuèi cïng lµ ®¸nh gÝa møc ®é tin cËy cña tµi liÖu, nh÷ng kiÕn nghÞ khi sö dông tµi liÖu. II- TÝnh to¸n tµi liÖu ®é s©u vµ c¸c ®Æc tr−ng mÆt c¾t 1. §é s©u cña ®iÓm ®o §é s©u cña ®iÓm ®o lµ ®é s©u ®o t¹i c¸c ®iÓm b»ng c¸c ph−¬ng tiÖn vµ m¸y mãc ®· nªu, sau khi ®· hiÖu chØnh (nÕu cã) 2. Mùc n−íc tÝnh to¸n §Ó sö dông ®−îc tµi liÖu ®é s©u trong tÝnh to¸n thuû v¨n, trong viÖc lËp b×nh ®å ®o¹n s«ng... ®é s©u cña mét lÇn ®o t¹i mçi vÞ trÝ cÇn ®−îc g¾n liÒn víi mét mùc n−íc nhÊt ®Þnh. Mùc n−íc ®ã gäi lµ mùc n−íc tÝnh to¸n (HTT) hoÆc mùc n−íc t−¬ng øng (HT.−). Mùc n−íc tÝnh to¸n ®−îc x¸c ®Þnh theo 2 tr−êng hîp sau ®©y: • Khi mùc n−íc trong thêi gian ®o s©u thay ®æi Ýt (H® - Hc ≤ 10 cm) th× mùc n−íc tÝnh to¸n sÏ lµ: + Hc Hd HTT = (3-5) 2 • Tr−êng hîp mùc n−íc trong qu¸ tr×nh ®o s©u thay ®æi nhanh (H® - Hc>10cm) th× mùc n−íc tÝnh to¸n sÏ lµ: H 1b1 + H 2 b2 + ... + H n bn HTT = (3-6) B Trong ®ã: Hd, Hc - mùc n−íc lóc b¾t ®Çu ®o vµ khi kÕt thóc ®o. b1, bn - kho¶ng c¸ch tõ mÐp n−íc tíi ®iÓm gi÷a 2 thñy trùc ®o s©u s¸t bê. b2, b3... lµ kho¶ng c¸ch ®iÓm gi÷a hai thuû trùc ®o s©u kÒ nhau. B - chiÒu réng mÆt c¾t ngang. H1, H2...lµ mùc n−íc khi ®o s©u t¹i thuû trùc 1,2... (Xem h×nh 3-15) Tõ mùc n−íc tÝnh to¸n HTT vµ ®é s©u t¹i ®iÓm ®o (h) cã thÓ tÝnh ®−îc cao tr×nh ®¸y s«ng (Z) nh− sau: Z= HTT - h (3-7) http://www.ebook.edu.vn 43
H×nh 3-15. S¬ ®å biÕn thiªn mùc n−íc trong thêi gian ®o 3. TÝnh c¸c ®Æc tr−ng cña mÆt c¾t ngang a. DiÖn tÝch mÆt c¾t −ít: DiÖn tÝch mÆt c¾t −ít lµ diÖn tÝch mÆt c¾t ngang lßng s«ng vu«ng gãc víi h−íng ch¶y b×nh qu©n giíi h¹n bëi ®−êng ®¸y s«ng vµ mùc n−íc tÝnh to¸n. DiÖn tÝch mÆt c¾t −ít th−êng ký hiÖu lµ ω (hoÆc F, A) ®¬n vÞ lµ m2. DiÖn tÝch mÆt c¾t −ít cã thÓ gåm cã mét bé phËn n−íc kh«ng ch¶y. DiÖn tÝch phÇn n−íc ch¶y gäi lµ “diÖn tÝch ch¶y”; diÖn tÝch phÇn n−íc kh«ng ch¶y gäi lµ “diÖn tÝch tï”. TÝnh diÖn tÝch mÆt c¾t −ít cã thÓ dïng m¸y ®o trùc tiÕp trªn h×nh vÏ mÆt c¾t ngang hoÆc tÝnh b»ng ph−¬ng ph¸p gÇn ®óng. Theo ph−¬ng ph¸p gÇn ®óng th× mÆt c¾t ngang ®−îc chia thµnh c¸c tam gi¸c vµ h×nh thang nhá giíi h¹n bëi c¸c ®−êng thuû trùc ®o s©u (h×nh 3-16) vµ khi ®ã diÖn tÝch mÆt c¾t sÏ b»ng: ω = ω0+ω1+ω2+...+ωn-1+ωn h + h3 h + hn h + h2 1 1 ω= h1b0 + 1 b1 + 2 b 2 +... + n −1 bn −1 + hn bn (3-8) 2 2 2 2 2 Trong ®ã: ωi- diÖn tÝch bé phËn thø i (i=0 ÷ n) hj - ®é s©u t¹i thuû trùc thø j (j=1 ÷ n). bi- kho¶ng c¸ch gi÷a hai thuû trùc ®o s©u kÒ nhau ë bé phËn thø i b. §é réng mÆt n−íc: §é réng mÆt n−íc lµ kho¶ng c¸ch gi÷a hai mÐp n−íc t¹i mÆt c¾t ngang. §é réng ®−îc ký hiÖu lµ B(m). c. §é s©u b×nh qu©n mÆt c¾t h(m) ®−îc tÝnh: ω h= (3-9) B http://www.ebook.edu.vn 44
Trong ®ã: h - §é s©u b×nh qu©n mÆt c¾t. ω - DiÖn tÝch mÆt c¾t øng víi mùc n−íc tÝnh to¸n. B - ChiÒu réng mÆt n−íc øng víi mùc n−íc tÝnh to¸n H×nh 3-16. S¬ ®å tÝnh diÖn tÝch mÆt c¾t ngang 1, 2, 3: Sè hiÖu thuû trùc ®o s©u. I, II: Sè hiÖu thuû trùc ®o l−u tèc d. Chu vi v−ít χ lµ chiÒu dµi ®¸y s«ng giíi h¹n bëi hai mÐp n−íc ®−îc tÝnh: χ = b 0 + h1 + b1 + ( h 2 − h1 )2 + ... + b 2 + h 2 2 2 2 (3-10) n n e. B¸n kÝnh thñy lùc R ®−îc tÝnh: ω R= (3-11) χ Tr−êng hîp s«ng réng th× χ ≈B, khi ®ã cã thÓ thay b¸n kÝnh thuû lùc b»ng ®é s©u b×nh qu©n trong tÝnh to¸n. http://www.ebook.edu.vn 45