intTypePromotion=1
ADSENSE

Nghiên cứu xác định địa hình và các đặc trưng dòng chảy tại phân lưu sông Hồng - sông Đuống sử dụng thiết bị đo sóng âm

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

7
lượt xem
1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Nghiên cứu xác định địa hình và các đặc trưng dòng chảy tại phân lưu sông Hồng - sông Đuống sử dụng thiết bị đo sóng âm được nghiên cứu với mục tiêu ứng dụng thiết bị đo sóng âm đa tần số kết hợp với các điều khiển băng thông chính xác được biết đến với tên gọi là Sontek M9 ADCP để nghiên cứu và xác định địa hình và các đặc trưng thuỷ động lực của dòng chảy tại các mặt cắt ngang sông khu vực phân lưu sông Hồng - sông Đuống.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu xác định địa hình và các đặc trưng dòng chảy tại phân lưu sông Hồng - sông Đuống sử dụng thiết bị đo sóng âm

  1. Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH ĐỊA HÌNH VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG DÒNG CHẢY TẠI PHÂN LƯU SÔNG HỒNG - SÔNG ĐUỐNG SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐO SÓNG ÂM Phạm Văn Chiến1, Nguyễn Văn Giang1 1 Trường Đại học Thuỷ lợi, email: Pchientvct_tv@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG tên gọi là Sontek M9 ADCP để nghiên cứu và xác định địa hình và các đặc trưng thuỷ động Sông Đuống là chi lưu lớn nhất của sông lực của dòng chảy tại các mặt cắt ngang sông Hồng và cũng là con sông lớn nhất kết nối khu vực phân lưu sông Hồng - sông Đuống. giữa hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình. Sự phân chia dòng chảy tại vị trí phân lưu 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU sông Hồng - sông Đuống có thể ảnh hưởng đến mực nước, vận tốc và lưu lượng dòng 2.1. Đoạn sông nghiên cứu và vị trí các chảy [1] và các quá trình vận chuyển chất mặt cắt khống chế hữu cơ và lan truyền mặn trong vùng hạ lưu Hình 1 thể hiện đoạn sông và vị trí 2 mặt của cả hai hệ thống sông. Hơn nữa, quá trình cắt khống chế trong nghiên cứu này. Mặt cắt phân chia dòng chảy tại vị trí phân lưu trên khống chế trên sông Đuống tại vị trí cửa vào, còn khống chế sự thay đổi hình thái của lòng trong khi đó mặt cắt khống chế trên sông sông hạ lưu cũng như ảnh hưởng đến các quá Hồng tại vị trí sau phân lưu. Vị trí các mặt cắt trình vận chuyển bùn cát, xói lở bờ sông [2]. khống chế được xác định dựa trên các xem Do đó, nghiên cứu xác định địa hình và các xét về địa hình và dòng chảy. đặc trưng dòng chảy tại phân lưu sông Hồng - sông Đuống không chỉ phục vụ cho việc xác định, đánh giá các thay đổi thuỷ động lực của dòng chảy và các quá trình vận chuyển vật chất, mà còn hỗ trợ cho các nghiên cứu về quá trình diễn biến hình thái lòng sông và các biện pháp chỉnh trị sông liên quan. Bên cạnh phương pháp mô hình vật lý và mô hình toán, phương pháp đo đạc khảo sát hiện trường cũng thường được sử dụng trong nghiên cứu chế độ thuỷ động lực trong các Hình 1. Phân lưu sông Hồng - sông Đuống vùng ngập nước nói chung [3] và tại các phân và vị trí các mặt cắt khống chế lưu nói riêng. Bởi vì phương pháp đo đạc khảo sát hiện trường không chỉ cho phép cập 2.2. Thiết bị đo và quá trình đo đạc nhật dữ liệu dòng chảy thực tế đang xảy ra tại Để đo đạc địa hình và các đặc trưng dòng khu vực nghiên cứu mà còn cung cấp và bổ chảy tại các mặt cắt khống chế, thiết bị đo sóng sung dữ liệu địa hình và bùn cát, phục vụ cho âm đa tần số kết hợp với các điều khiển băng các nghiên cứu sử dụng phương pháp mô thông chính xác Sontek M9 ADCP đã được sử hình vật lý và mô hình toán. Do đó, mục tiêu dụng (Hình 2). Thiết bị bao gồm 9 cảm ứng, chính của nghiên cứu này là ứng dụng thiết bị trong đó có 4 cảm ứng với tần số 3.0-MHz, 4 đo sóng âm đa tần số kết hợp với các điều tần cảm ứng với tần số 1.0-MHz và 1 cảm ứng khiển băng thông chính xác được biết đến với với tần số 0.5-MHz được bố trí theo phương 753
  2. Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 thẳng đứng để đo địa hình đáy [4]. Tại mỗi mặt trên sẽ được chuyển từ định dạng *.riv sang cắt, địa hình bề mặt đáy lòng sông và các đặc định dạng của phần mềm MATLAB có đuôi trưng dòng chảy đã được đo đạc một cách chi dạng *.mat để thuận tiện trong việc chuyển tiết và liên tục. Thiết bị đo Sontek M9 ADCP đổi các dữ liệu đo đạc thành các định dạng cho phép đo đạc địa hình và các đặc trưng khác như *.txt hoặc *.dat hoặc *.xlsx nhằm dòng chảy trong dải độ sâu lên đến 40m. phục vụ cho các mục đích sử dụng. Thiết bị đo Sontek M9 ADCP được kết nối với máy tính trong suốt quá trình đo đạc 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN thông qua phần mềm River Surveyor Live được xây dựng bởi hãng sản xuất thiết bị 3.1. Phân bố vận tốc dòng chảy Sontek. Sau khi thực hiện kết nối thiết bị với máy tính, các thông tin về vị trí đo đạc, khoảng cách từ các cảm ứng đến bề mặt thoáng (25cm), thời gian, đơn vị, nhiệt độ của nước và độ từ thiên sẽ lần lượt được thiết lập và thực hiện trước khi đo đạc. Hình 2. Thiết bị đo Sontek M9 ADCP [4] Hình 3. Phân bố vận tốc dòng chảy Tại mỗi mặt cắt, quá trình đo đạc được thực theo phương dọc (trên), phương ngang (giữa) hiện hai lần để tránh các sai số phát sinh trong và tổng cộng (dưới) trong mặt cắt MC01 quá trình khảo sát. Cụ thể, thuyền được bố trí di chuyển từ bờ trái (hoặc phải) sang bờ phải Hình 3 thể hiện phân bố vận tốc dòng chảy (hoặc trái) và sau khi kết thúc quá trình đo đạc theo các phương khác nhau trong mặt cắt lần 1 thì thuyền lại được bố trí di chuyển lần 2 khống chế MC01 trên sông Hồng (của lần đo ngay sau lần 1 theo chiều ngược lại (có nghĩa từ bờ phải sang bờ trái, tại thời điểm 9 giờ 14 là thuyền di chuyển từ bờ phải (hoặc trái) sang phút 58 giây). Dễ dàng nhận thấy rằng vận bờ trái (hoặc phải). Kết quả của mỗi lần đo tốc dòng chảy lớn xuất hiện trên bề mặt đạc sẽ được thiết bị lưu tự động vào bộ nhớ. thoáng trong khi vận tốc dòng chảy nhỏ xuất hiện gần đáy sông. Giá trị lớn nhất của vận 2.3. Lưu trữ và xử lý dữ liệu đo đạc tốc dòng chảy tại mặt cắt khống chế trên sông Địa hình và các đặc trưng dòng chảy tại các Hồng là 0.8 m/s theo phương dọc, 1.0 m/s mặt cắt khống chế trong nghiên cứu được đo theo phương ngang và 1.5 m/s cho vận tốc đạc vào ngày 23 tháng 03 năm 2018. Tại mỗi tổng cộng. Điểm khởi đầu đo đạc cách bờ trái mặt cắt, kết quả của mỗi lần đo được lưu ở 4.0m, trong khi điểm kết thúc cách bờ phải dạng file có định dạng là *.riv, bao gồm toàn 10.0m. Độ phân giải thay đổi từ 0.06 đến bộ các thông tin về hành trình đo đạc như 0.50m theo phương thẳng đứng và từ 0.2 đến đường đi và quá trình di chuyển của thuyền, 2.58m theo phương ngang, tùy thuộc vào tốc độ của thuyền, tín hiệu thu nhận được, địa từng vị trí cụ thể trong mặt cắt. hình đáy, phân bố của các thành phần vận tốc Phân bố vận tốc theo các phương dọc, (bao gồm độ lớn và hướng) theo từng phương ngang và tổng cộng trong mặt cắt khống chế trong không gian ba chiều, lưu lượng dòng MC02 trên sông Đuống (của lần đo từ bờ trái chảy đo đạc được. Sau đó, toàn bộ các dữ liệu sang bờ phải, tại thời điểm 10 giờ 38 phút 56 754
  3. Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 giây) được thể hiện như trên Hình 4. Giá trị MC 01 là 0.31 m/s, trong khi đó giá trị vận tốc lớn nhất của vận tốc dòng chảy là 2.0 m/s trung bình tại mặt cắt MC 02 là 0.74 m/s. Lưu theo phương dọc, 1.5 m/s theo phương ngang lượng dòng chảy lần lượt là 920.93 m3/s và và 2.5 m/s cho vận tốc tổng cộng. 783.76 m3/s tại các mặt cắt MC01 và MC02. Tại mặt cắt khống chế trên sông Đuống, kết Lưu ý rằng chênh lệch lưu lượng dòng chảy quả đo đạc còn thể hiện các trường phân bố giữa 2 lần đo tại mỗi mặt cắt khống chế không vận tốc dòng chảy lớn, nhỏ đan xen nhau trong đáng kể (5.0 m3/s). Như vậy tỷ lệ lưu lượng mặt cắt. Các trường phân bố vận tốc lớn, nhỏ nước chảy qua mặt cắt MC02 chiếm khoảng đan xen đó chính là hình dạng các xoáy cuộn 46% tổng lưu lượng dòng tại 2 mặt cắt MC01 theo phương ngang của dòng chảy sinh ra do và MC02. Tỷ lệ phân chia dòng chảy trên nằm sự thay đổi địa hình trong mặt cắt. Mặt khác, trong khoảng giá trị (từ 21.4 đến 51.8% trong kết quả đo đạc địa hình đáy sông tại mặt cắt mùa kiệt) mà các nghiên cứu trước đây đã thực khống chế trên sông Đuống còn thể hiện xự hiện cho phân lưu sông Hồng - Đuống [2]. xuất hiện của các hố xói cục bộ với chiều sâu Bảng 1. Bảng tổng hợp các đặc trưng hình từ 2.0 đến 3.0m ứng với khoảng cách từ 70 học và dòng chảy tại các mặt cắt khống chế đến 80m (theo phương ngang). Điểm khởi đầu và kết thúc đo cách bờ trái và bờ phải 7.0m. MC Q (m3/s) U (m/s) B (m) H (m) Độ phân giải theo phương thẳng đứng thay đổi 01 920.92 0.308 298.3 8.87 từ 0.10 đến 0.50m, trong khi giá trị này theo phương ngang biến đổi từ 0.14 đến 2.27m. 02 783.76 0.741 140.0 6.57 4. KẾT LUẬN Kết quả đo đạc tại hai mặt cắt khống chế khu vực phân lưu sông Hồng - sông Đuống sử dụng thiết bị đo Sontek M9 ADCP thể hiện rằng (i) lưu lượng nước chảy qua sông Đuống tại thời điểm đo đạc là 46% tổng lưu lượng nước trên sông Hồng, (ii) các hố xói sâu cục bộ với độ sâu lên đến 3.0 m xuất hiện trong mặt cắt khống chế trên sông Đuống và (iii) các xoáy ngang với biên độ của vận tốc lên đến 2.5 m/s cũng xuất hiện trong mặt cắt này. 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Ngọc Quỳnh, Đào Văn Khương, Bùi Huy Hiếu và Nguyễn Mạnh Linh Hình 4. Phân bố vận tốc dòng chảy (2013). Tác động của việc biến động tỷ lệ theo phương dọc (trên), phương ngang (giữa) phân lưu sông Hồng- sông Đuống đến quy và tổng cộng (dưới) trong mặt cắt MC02 hoạch phòng chống lũ và sử dụng nước hệ thống sông Hồng. Hội nghị KHTN 2013, 3.2. Các đặc trưng hình học và dòng Trang 119-121. [2] Nguyễn Ngọc Quỳnh (2014). Thay đổi các chảy tại các mặt cắt khống chế yếu tố và quan hệ hình thái trên sông Hồng Bảng 1 tổng hợp các đặc trưng hình học và và sông Đuống do ảnh hưởng của các biến động thuỷ văn - lòng dẫn. Tạp chí KH & một số đặc trưng dòng chảy trung bình tại các CNTL, 21, Trang 1-13. mặt cắt khống chế. Chiều rộng và độ sâu dòng [3] Phạm Văn Chiến, Phạm Thị Hương Lan chảy tại mặt cắt MC 01 lần lượt là 298.3m và (2019). Nghiên cứu đánh giá bồi lắng lòng 8.87m. Trong khi đó, mặt cắt khống chế MC02 hồ Đăk Uy, tỉnh Kon Tum theo phương là 140m và độ sâu dòng chảy là 6.57m. Kết pháp đo đạc hiện trường. Tạp chí KHKTTL & MT, 64, Trang 45-53. quả đo đạc dòng chảy thể hiện rằng vận tốc [4] SonTek (2010). RiverSurveyor S5/M9 trung bình mặt cắt ngang tại mặt cắt khống chế System Manual. 755
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2