Chơng I

Khảo sát, chọn tuyến đo đạc
các yếu tố thuỷ văn
Đ1-1 Phân cấp, phân loại trạm thuỷ văn
Do yêu cầu phục vụ mà các trạm thuỷ văn có quy mô khác nhau, yếu tố đo đạc và thời
gian hoạt động khác nhau... Các trạm thuỷ văn đợc phân loại và phân cấp nh sau :

I. Phân loại trạm thuỷ văn
Căn cứ vào đối tợng phục vụ, trạm thuỷ văn có thể chia làm 3 loại :
1. Trạm thuỷ văn cơ bản : Là loại trạm nhằm mục đích thu thập số liệu phục vụ cho
công tác điều tra cơ bản về nguồn nớc. Trạm đặt ở vị trí phải có tính đại biểu tốt về quy
luật thay đổi của một hay nhiều yếu tố thuỷ văn trong một khu vực nhất định. Thời gian
hoạt động tơng đối dài và do một cơ quan quản lý thống nhất: Tổng cục khí tợng thuỷ
văn.
2. Trạm thuỷ văn dùng riêng : Là loại trạm nhằm thu nhập số liệu phục vụ cho thiết
kế, thi công, quản lý một công trình nào đó hoặc phục vụ cho nghiên cứu một đề tài mà tài
liệu ở trạm thuỷ văn cơ bản cha đáp ứng đợc những yêu cầu riêng. Hiện nay số trạm dùng
riêng này ngày một tăng lên do yêu cầu phục vụ của các ngành. Chế độ đo, yếu tố đo và thời
gian hoạt động của các trạm thuỷ văn dùng riêng đợc quy định bởi cơ quan trực tiếp quản
lý.
3. Trạm thuỷ văn thực nghiệm : Là loại trạm chuyên nghiên cứu phơng pháp đo
đạc, áp dụng các thiết bị đo đạc mới và kiểm nghiệm phơng pháp tính toán thuỷ văn v.v.
Hiện tại loại trạm này đang tạm ngừng hoạt động .

II. Phân cấp trạm thuỷ văn
Dựa vào các yếu tố và chế độ đo đạc, ngời ta có thể chia các trạm thuỷ văn ra làm ba
cấp:
1. Trạm thuỷ văn cấp I : Là trạm đợc quy định đo nhiều yếu tố thuỷ văn cơ bản nh
mực nớc, lu lợng, bùn cát... Chế độ đo đạc đợc quy định cụ thể tuỳ thuộc vào sự thay
đổi của các yếu tố thuỷ văn theo thời gian tại từng trạm.

2. Trạm thuỷ văn cấp II : Chủ yếu là đo mực nớc còn các yếu tố khác nh lu lợng,
bùn cát ... chỉ đo một số thời đoạn nhất định trong năm.
3. Trạm thuỷ văn cấp III : yếu tố đo đạc chủ yếu là đo mực nớc. Ngoài các yếu tố
trên các trạm còn đo đạc các yếu tố khác nh nhiệt độ nớc, nhiệt độ không khí, ma ..v..v.

8




Đ1-2 Khảo sát chọn vị trí đặt trạm thuỷ văn
I. Vị trí trạm đo lu lợng nớc, đo bùn cát
1. Tiêu chuẩn của đoạn sông đặt trạm
a. Đoạn sông hẹp tơng đối thẳng, có chiều dài của đoạn sông thẳng L sao cho khi xác
định các yếu tố liên quan tới chiều dài có sai số trong phạm vi cho phép, chẳng hạn trong
trờng hợp tính độ dốc mặt nớc, tính lu tốc phao, xác định hớng chảy v.v. chiều dài L
của đoạn sông thẳng phải đảm bảo tiêu chuẩn nh sau:
L = (3,5)B

(1-1)

Hình 1-1. Chiều dài đoạn sông đặt trạm

Công thức (1-1) có thể đợc chứng minh nh sau (xem hình1-1)
Giả sử khoảng cách vuông góc với 2 mặt cắt là L; Trong trờng hợp dòng chảy chảy
xiên nhất từ A đến B với chiều dài L và chúng hợp với nhau một góc thì sai số tuyệt đối
về chiều dài lớn nhất d có thể tính bằng công thức :
d = L - L = L - L cos = L ( 1 - cos)
Sai số tơng đối : % =


Mà

cos

L
=
L'

L' (1 cos ) ì 100
d
ì 100 =
= (1 - cos)ì100
L'
L'
L
L2 + B 2

L
=

B

( B)2

1+ L



L



B
Vậy % = 1
ì 100
2

1+ L
B


( )

(1-2)

Với B là chiều rộng trung bình của đoạn sông đặt trạm (m)



9


Căn cứ vào (1-2) ta có thể tính đợc sai số % cho các trờng hợp tỷ số

L
khác nhau
B

nh bảng 1-1.
Bảng 1-1. Sai số tơng đối về chiều dài đoạn sông đặt trạm


L
B
1
2
3
4
5
6

o

cos

1- cos

%

45,00
26,37
18,12
14,05
12,01
9,36

0,707
0,894
0,950
0,970
0,978
0,986


0,293
0,106
0,050
0,030
0,022
0,014

29,3
10,6
5,0
3,0
2,2
1,4

Ghi chú


Trong sai số cho phép




Từ bảng (1-1) khi L = (3-5)B thì sai số % = (2-5 )% nằm trong giới hạn sai số cho
phép. Trờng hợp không chọn đợc đoạn sông theo công thức (1-1) thì có thể chọn đoạn
sông ngắn hơn song chiều dài đoạn sông không nhỏ hơn 3 lần chiều rộng (L 3B)
Đối với đoạn sông có chiều rộng B > 300m thì L phải bằng hoặc lớn hơn khoảng cách
giữa hai tuyến đo độ dốc
Riêng trạm đo ở vùng ảnh hởng triều, khi B > 300m thì chọn L1000m
Trờng hợp trạm đo bằng tàu di động thì chiều rộng sông B 300 m, độ sâu h 2 m

(với tất cả các mực nớc)
b) Đoạn sông đặt trạm ở ngoài phạm vi ảnh hởng của nớc dâng, nớc vật do các
công trình trên sông hoặc do giao thoa sóng lũ của các sông nhánh gây ra ( xem hình 1.2 )
Chiều dài khu vực nớc dâng đợc
tính theo công thức sau :
Ld = a

ho + Z
J

Trong đó :

Hình 1-2. Sơ đồ tính chiều dài nớc dâng

Ld : Chiều dài nớc dâng ( m)
ho : Chiều sâu bình quân của
dòng chảy khi cha có nớc dâng (m)
Z : Chiều cao nớc dâng lớn nhất

tại công trình ngăn sông hoặc tại ngã ba sông (m).

J : Độ dốc mặt nớc khi cha có nớc dâng
a : Hệ số phụ thuộc vào tỷ số

10

Z
ho





Khi tính toán có thể lấy J bằng độ dốc bình quân đáy sông đoạn từ nơi phát sinh nớc
dâng đến nơi đặt trạm ( theo tài liệu khảo sát địa hình) và a đợc tính theo bảng sau :
Z
a

ho

5,0

2,0

1,0

0,5

0,3

0,2

0,1

0,05

0,96

0,91

0,81


0,76

0,67

0,58

0,41

0,24

c) Trạm đo không chịu ảnh hởng của thác ghềnh và ảnh hởng do sự hoạt động của
con ngời làm thay đổi quy luật tự nhiên của dòng chảy. Không có vật kiến trúc lớn che
khuất tầm nhìn.
d) Hai bờ sông cao, khống chế đợc mực nớc cao nhất, có điều kiện địa chất tốt đảm
bảo xây dựng đợc các công trình đo đạc, không có phân, nhập lu .
e) Bờ sông, lòng sông ổn định, mặt cắt dạng đơn, cân đối không có bãi tràn; nếu không
chọn đợc thì chọn nơi có bãi tràn nhỏ.
f) Không có cỏ nớc mọc ở gần bờ và đáy sông, không có đá ngầm ngổn ngang trên
lòng sông.
g) Mực nớc phải thay đổi đều đặn phản ánh đúng quy luật thay đổi mực nớc trong
sông.
h) Tại tuyến đo mực nớc không có độ dốc ngang, không có hiện tợng chảy vòng.
i) Trạm đo cần gần khu dân c, thuận tiện sinh hoạt, giao thông và thông tin liên lạc,
nhng không nên đặt ở gần bến cảng, bến đò ngang... có sự hoạt động nhộn nhịp, ảnh
hởng tới công tác đo đạc
Đối với những loại trạm dùng riêng cần phải căn cứ vào yêu cầu phục vụ riêng để chọn
vị trí đo đạc cho thích hợp.
2. Các bớc khảo sát


Công tác khảo sát trạm đo nói chung có thể chia ra hai bớc : Khảo sát sơ bộ và khảo
sát kỹ thuật .
a. Khảo sát sơ bộ : Căn cứ vào yêu cầu phục vụ, tình hình lới trạm trong khu vực đặt
trạm, sơ bộ chọn đoạn sông đặt trạm trên bản đồ, (dùng bản đồ có tỉ lệ càng lớn càng tốt).
Sau đó tiến hành khảo sát thực địa. Đoạn sông khảo sát dài khoảng 5-10Km. Những tài liệu
cần thu thập khi khảo sát sơ bộ bao gồm :

Địa hình gần đoạn sông đặt trạm; địa chất bờ sông, lòng sông; những điều kiện có ảnh
hởng tới dòng chảy nh thác, ghềnh, phân lu, nhập lu. Thu thập các số liệu thuỷ văn, khí
tợng đặc trng tại khu vực đặt trạm, tình hình dân sinh, kinh tế, chính trị tại khu vực đặt
trạm, các công trình trên sông và quy họach của các ngành kinh tế hiện tại và tơng lai
trong khu vực. Tài liệu thu thập trong bớc khảo sát sơ bộ có thể bằng cách điều tra, thu
thập qua các cơ quan quản lý ở địa phơng , điều tra lũ hoặc trực tiếp đo đạc một số yếu tố
cần thiết.



11


b. Khảo sát kỹ thuật bao gồm



Xây dựng các mốc cao độ : Cao độ đợc dẫn từ mốc chuẩn có hệ tuyệt đối hoặc cao độ
giả định. (Nếu cha có điều kiện dẫn cao độ tuyệt đối)



Lập bình đồ đoạn sông đặt trạm : Đoạn sông đợc lập bình đồ phải dài hơn đoạn sông

định chọn để đặt trạm. Việc đo đạc địa hình bao gồm : Đo đạc địa hình của lòng sông
phần ngập nớc và phần không ngập nớc (tính từ mép nớc trong thời gian khảo sát tới
đờng đồng mức cao hơn mực nớc lớn nhất khoảng 1m). Nội dung công tác này xem
thêm hớng dẫn đo đạc phổ thông.

Hình 1-3. Bình đồ đoạn sông đặt trạm

Căn cứ vào tài liệu địa hình lập bình đồ đoạn sông (hình 1-3) và vẽ một số mặt cắt
ngang, mặt cắt dọc sông, để phân tích chọn tuyến đo (hình 1-4 a,b). Tỉ lệ của bình đồ và các
bản vẽ cần đủ lớn để dễ phân tích chọn tuyến đo.
+ Đo đạc, điều tra các yếu tố thuỷ văn nh mực nớc lớn nhất (Hmax), nhỏ nhất (Hmin),
phân bố lu tốc trên các mặt cắt định đặt tuyến đo, xác định hớng chảy bình quân, điều tra
sự diễn biến lòng sông v.v.
Sau khi đã có đủ các loại tài liệu tiến hành phân tích các điều kiện cụ thể của đoạn
sông, căn cứ vào các yêu cầu của đoạn sông đặt trạm và nhiệm vụ của trạm đo để chọn các
tuyến đo đạc.
+ Khảo sát khu vực dự kiến xây dựng các công trình đo đạc nh : Xây dựng công trình
đo mực nớc, xây dựng công trình cáp treo thuyền, nôi, xe, nhà trạm .v. v.

12




3. Chọn các tuyến đo

Trạm thuỷ văn cấp I bao gồm các tuyến đo lu lợng, mực nớc, bùn cát, độ dốc mặt
nớc, đo phao, đo độ mặn ( nếu trạm đo có ảnh hởng của thuỷ triều).

a)


b)
Hình 1-4. a) Mặt cắt ngang tại tuyến chính (Tuyến cơ bản)
b) Mặt cắt dọc đoạn sông đặt trạm (Mặt cắt này không cùng tài liệu ở bình đồ)



13


a. Tuyến đo lu lợng :

Phơng pháp xác định lu lợng nớc phổ biến ở các trạm thuỷ văn hiện nay là phơng
pháp lu tốc - diện tích. Theo phơng pháp này cần phải đo đạc các yếu tố thành phần
nh lu tốc, diện tích (đo sâu và đo khoảng cách giữa các thuỷ trực đo sâu). Các yếu tố này
đợc xác định trên một mặt cắt ngang gọi là tuyến đo lu lợng.
Để đảm bảo thu thập tài liệu đợc chính xác, mặt cắt đo lu lợng phải đảm bảo các
yêu cầu sau :
- Mặt cắt phải vuông góc với hớng chảy bình quân .
- Hình dạng mặt cắt tốt nhất là dạng parabôn (lòng chảo) hoặc chữ V, không có bãi
tràn, không có khu vực nớc tù, nớc vật .
- Sự phân bố lu tốc trên mặt cắt tuân theo những quy luật chung, đảm bảo đo đạc
thuận tiện trong các mùa .
- Sự diễn biến lòng sông ít, nghĩa là mặt cắt không có hiện tợng bồi, xói nghiêm
trọng.
b. Tuyến đo độ dốc mặt nớc :

Độ đốc mặt nớc là độ hạ thấp bình quân của mặt nớc trên một đơn vị chiều dài dòng
chảy .
Độ dốc mặt nớc đợc tính theo công thức sau :

J=

H 1 H 2 H 1 2
%00
=
LJ
LJ

Trong đó :
J - độ dốc mặt nớc, thờng tính bằng phần vạn (%00)
H1 - mực nớc tại tuyến độ dốc trên
H2 - mực nớc tại tuyến đo độ dốc dới
LJ - chiều dài dòng chảy giữa hai tuyến độ dốc (cùng đơn vị với mực nớc).
Tuyến đo độ dốc thực chất là hai tuyến đo mực nớc cố định đợc đặt về hai phía của
tuyến đo lu lợng (xem hình 1-5 và 1-6)
Để đảm bảo đợc sai số của tài liệu trong phạm vi cho phép, tuyến đo độ dốc mặt nớc
cần phải đảm bảo các yêu cầu sau :


Tuyến đo độ dốc trên (I1) và tuyến đo độ dốc dới (I2) tốt nhất là cách đều tuyến đo lu
lợng.



Tại tuyến đo, mực nớc thay đổi phản ánh đúng quy luật thay đổi của mực nớc sông,
đảm bảo xây dựng đợc công trình đo mực nớc ổn định và đo đạc thuận tiện.

14







Khoảng cách giữa hai tuyến đo độ dốc LJ cần đủ dài để đảm bảo có chênh lệch mực
nớc giữa chúng nh sau :
+ Đối với sông miền núi H1-2 = 25 4 50cm
+ Đối với sông đồng bằng H1-2 = 104 20cm

Hình 1-5. Sơ đồ các tuyến đo ở đoạn sông đặt trạm

Nếu trong thực tế không cho phép chọn đợc đoạn sông có độ dài đảm bảo tiêu chuẩn
trên thì có thể chọn đoạn sông ngắn với chênh lệch mực nớc nhỏ hơn song phải cố gắng
nâng cao độ chính xác đo mực nớc, để giảm sai số cho kết quả đo đạc .

Hình 1-6. Tuyến đo độ dốc

c. Tuyến đo phao :

Trong những trờng hợp không cho phép đo lu tốc bằng máy hoặc yêu cầu tài
liệu có độ chính xác không cao lắm thì có thể dùng phao để đo lu tốc.
Để đo lu tốc bằng phao, trên đoạn sông đặt trạm ta chọn các tuyến đo phao và tuyến
thả phao. Tuyến ở phía thợng lu tuyến đo lu lợng gọi là tuyến trên (P1) một tuyến phía
hạ lu gọi là tuyến dới (P2). Tuyến thả phao cách tuyến trên về phía thợng lu khoảng
30450 m (hình1-5)
Để tài liệu thu thập đợc đảm bảo sai số cho phép thì khoảng cách giữa hai tuyến đo
phao LP sao cho thời gian chảy truyền với lu tốc trung bình mặt ngang lớn nhất tối thiểu từ
50 ữ 80 giây



15


Nếu không chọn đợc đoạn sông đo phao có chiều dài đảm bảo điều kiện trên thì có
thể chọn đoạn sông ngắn hơn, nhng LP phải đủ dài sao cho thời gian chảy truyền tơng
ứng không nhỏ hơn 20 giây.
ở các trạm thuỷ văn cấp I các tuyến đo mực nớc, đo bùn cát, đo mặn, (nếu có), đo hoá
nớc, đo nhiệt độ nớc, tốt nhất là trùng với tuyến đo lu lợng.

Tại những đoạn sông đặc biệt có thể phải chọn tuyến đo lu lợng về mùa lũ và mùa
kiệt tại hai vị trí khác nhau nhng phải xác lập đợc mối quan hệ giữa các yếu tố thuỷ văn
tại các vị trí đó.

II. Vị trí trạm đo mực nớc (trạm cấp III)
Đoạn sông đợc chọn để đo mực nớc không yêu cầu chặt chẽ nh đoạn sông đặt trạm
đo lu lợng, nhng có những yêu cầu riêng thích hợp với việc thu thập tài liệu mực nớc :
-

Đoạn sông tơng đối thẳng có chiều dài L = (3-5)B

-

Trên đoạn sông không có nớc vật, nớc tù.

-

Cao trình hai bờ sông khống chế đợc mực nớc cao nhất, không mất nớc mặt và nớc
ngầm.

-


Không chịu ảnh hởng của thác, ghềnh, cồn bãi và các hoạt động khác của các công
trình làm thay đổi quy luật tự nhiên của dòng chảy.

-

Vị trí tuyến đo có điều kiện địa chất bảo đảm xây dựng đợc các công trình đo mực
nớc nh : Cọc, thuỷ chí, giếng tự ghi mực nớc.

Ngoài những điều kiện trên còn căn cứ vào yêu cầu phục vụ mà chọn đoạn sông đặt
trạm cho thích hợp.
Tuyến đo mực nớc đợc đặt thẳng góc với hớng chảy bình quân. Nếu trạm còn đo
đạc thêm các yếu tố nh nhiệt độ nớc, độ mặn .. .thì vị trí đo đạc tốt nhất là trùng với tuyến
đo mực nớc.
Việc khảo sát vị trí đặt trạm đo mực nớc cũng tiến hành tơng tự nh khảo sát vị trí
đặt trạm đo lu lợng, nhng các yếu tố thu thập, điều tra... phải phù hợp với yêu cầu của
đoạn sông đặt trạm đo mực nớc nh đã trình bày.

III. Vị trí trạm đo mặn
Tuỳ theo yêu cầu phục vụ mà trạm đo mặn cần đợc đặt ở vị trí thích hợp . Ví dụ cần
nghiên cứu sự thay đổi độ mặn theo thời gian để lấy nớc tới ruộng thì trạm đo mặn cần
đặt gần công trình lấy nớc; Cần nghiên cứu quy luật thay đổi của độ mặn dọc theo một con
sông nào đó thì cần đặt các trạm đo dọc sông...
Trạm đo mặn thờng đặt kết hợp với trạm đo các yếu tố thuỷ văn khác. Khi cần thiết
đặt riêng trạm đo mặn thì công tác khảo sát đợc tiến hành nh đối với trạm đo mực nớc.

16





Chơng II

Đo mực nớc v nhiệt độ nớc
Mực nớc là độ cao mặt thoáng của dòng nớc so với một mặt chuẩn cao độ nào đó.
Hệ cao độ đang đợc sử dụng rộng rãi ở ngành thuỷ văn là hệ cao độ Quốc gia. Mực nớc
kí hiệu là H (hoặc Z) đơn vị dùng là cm (hoặc m)

Đ2-1 Công trình đo mực nớc v máy đo mực nớc
Công trình đo mực nớc và máy móc đo mực nớc bao gồm các loại công trình đo mực
nớc không liên tục nh cọc, thuỷ chí ... và máy tự ghi mực nớc liên tục hoặc theo chế độ
tự chọn. Sau đây sẽ giới thiệu một số loại công trình, máy móc đo mực nớc đang đợc
dùng rộng rãi ở nớc ta.

I. Cọc đo mực nớc: Cọc đo mực nớc thờng ký hiệu là C
Cọc đợc dùng ở các trạm có lòng sông thoải (sông đồng bằng) có nhiều thuyền bè qua
lại hoặc dùng ở sông miền núi nơi có nhiều vật trôi trên sông khi có lũ, biên độ mực nớc
lớn và lu tốc lớn .
Cọc có thể làm bằng gỗ tốt, bê tông, sắt.. Tiết diện ngang có thể là hình vuông, (cạnh từ
10 -15 cm) hoặc hình tròn (đờng kính
từ 10-15 cm), và cọc sắt chữ L, I (từ 68 cm). Chiều dài của cọc phải đảm bảo
đóng ngập vào lớp đất cứng ít nhất là
50 cm, phần cọc nhô ra khỏi mặt đất
khoảng 10 cm. Nếu là cọc gỗ hoặc cọc
bê tông thì trên đầu cọc phải có lõi sắt
= 10412 mm nhô khỏi mặt cọc 10
mm để làm chuẩn khi đo .
Số lợng cọc trên mỗi tuyến đo
tuỳ thuộc vào địa hình bờ sông và biên
độ dao động mực nớc. Sau đây là những điều kiện cần đảm bảo khi xây dựng hệ thống cọc

đo mực nớc.
Hình 2-1. Mực nớc tại vị trí A



Chênh lệch cao độ giữa hai đầu cọc kề nhau trong khoảng 30450 cm và không đợc
vợt quá 60 cm, các cọc không nên cách nhau quá xa. Đầu cọc trên cùng phải cao hơn mực
nớc lớn nhất từ 40450 cm, đầu cọc cuối cùng phải thấp hơn mực nớc thấp nhất từ 40450
cm.
Thứ tự các cọc đợc ghi từ cọc cao nhất đến cọc thấp nhất. Trờng hợp phải xây dựng



17


thêm cọc giữa hai cọc đã có thì tên cọc mới mang số hiệu cọc trên và chữ a. Ví dụ giữa cọc
3 và 4 thêm cọc 3a (Xem hình 2-2)

Hình 2-2. Hệ thống cọc đo mực nớc

II. Thuỷ chí đợc ký hiệu là P

Hình 2-3. Thuỷ trí đo mực nớc

18





Thuỷ chí thờng đợc dùng ở nơi lòng sông dốc, ít thuyền bè qua lại, ít vật nổi trên
sông, biên độ mực nớc nhỏ, nớc không chảy xiết. hoặc nơi có công trình với tờng vách
thẳng đứng (cống, mố cầu, cầu cảng)
Có thể làm thuỷ chí bằng gỗ tốt, sắt tráng men, sắt sơn hoặc bê tông. Thuỷ chí bằng gỗ
thờng có kích thớc nh sau :
Dài 243 m, rộng 10420 cm, dày 344 cm, trên bề mặt có khắc độ dài 1cm, 2cm hoặc
5cm một. Khi độ chính xác của mực nớc yêu cầu 1 cm thì vạch khắc 0,5 hay 1 cm, khi yêu
cầu độ chính xác 2 cm hoặc 5 cm thì vạch khắc là 1 cm hoặc 2 cm. Nếu làm bằng gỗ cần
phải sử lý để chống mối mục . Nếu làm bằng sắt tráng men
thì làm thành nhiều đoạn nối, mỗi đoạn dài 50 cm, rộng 10
cm dày 1- 2 mm . Nếu khắc trên tờng bê tông, đá thì phải
có chiều rộng từ 10-20 cm. ở tuyến đo, thuỷ chí có thể đợc
gắn vào cọc gỗ, cọc bê tông, cọc sắt, hoặc vào tờng cống,
mố cầu... Điểm 0 ở mỗi thuỷ chí phải đợc xác định so với
mặt chuẩn cao độ tuyệt đối.
Khi xây dựng hệ thống thuỷ chí cần chú ý mấy điểm
sau:


Đỉnh thuỷ chí trên cùng cao hơn Hmax ít nhất 50cm,
gốc thuỷ chí dới cùng thấp hơn Hmin ít nhất 50cm



Cao trình điểm 0 của thuỷ chí trên phải thấp hơn
điểm trên cùng của thuỷ chí kế tiếp phía dới ít nhất là
20 cm Khi lắp đặt cần hớng chiều dẹt của thuỷ chí
theo hớng chảy để giảm ảnh hởng của nớc dềnh .




Có thể xây dựng cọc xen kẽ với thuỷ chí trên cùng một
tuyến đo .

130mm

86mm

Hình 2-4. Thuỷ chí

III. Máy tự ghi mực nớc
1. Phân loại máy tự ghi mực nớc

a) Căn cứ vào phơng đặt trục trống quấn giấy tự ghi, có thể phân thành hai loại
chính:
- Loại trục ngang : Khi máy hoạt động trục trống quấn giấy đặt nằm ngang.
- Loại trục đứng : Khi máy hoạt động, trục trống quấn giấy đặt thẳng đứng.
b) Căn cứ vào phơng thức truyền dao động của mực nớc tới máy, có thể chia máy tự
ghi mực nớc ra các loại sau :

Loại 1 : Truyền sự dao động của mực nớc bằng phao nổi nh máy Van Đai ( Liên
Xô cũ sản xuất) máy steven A68-A71 ( Mỹ ); SW-40( Trung Quốc)



19


Loại 2 : Truyền dao động của mực nớc bằng áp lực khí và điện áp .
+ áp lực khí nh máy LPN 8/2 (Pháp)

+ Điện áp nh máy TĐN-324-M1 (Việt Nam)
Loại 3 : Dao động của mực nớc đợc truyền bằng siêu âm nh WLR7 , WLR8( Nhật)
2. Giới thiệu một số loại máy đo mực nớc đang dùng ở nớc ta
Máy tự ghi mực nớc "Van đai : Loại máy này do Liên Xô (cũ) sản xuất (sau đó
Trung Quốc sản xuất dạng tơng tự). Máy Van đai có giá thành thấp, bền, dễ sử dụng nên
đợc dùng nhiều ở nớc ta .
a) Các bộ phận chính của máy Van đai

Hình 2-5. Sơ đồ cấu tạo máy tự ghi Van Đai

1. Trống quấn giấy tự ghi : Trục của trống quấn giấy gắn với các pu-ly, giấy tự ghi là
loại giấy chuyên dùng, tỷ lệ biểu đồ tuỳ thuộc vào cấu tạo của từng loại máy.
2. Kim tự ghi : Kim tự ghi cấu tạo tơng tự nh một ngòi bút, đầu kim có chỗ chứa
mực, kim đợc trợt trên một trục song song với trục trống quấn giấy và liên hệ với sự
chuyển động của đồng hồ .
3. Phao : Phao có dạng hình trụ rỗng làm bằng tôn hoặc bằng đồng có tác dụng truyền
sự dao động của mực nớc tới pu-ly.
4. Pu-ly : Các pu-ly đợc gắn vào các trục, các trục này liên hệ với trục trống quấn
giấy, nhờ các pu-ly này mà sự dao động của phao đợc truyền tới và làm quay trục quấn
giấy. Máy có thể có từ 1 đến 2 pu-ly với đờng kính khác nhau để ghi biểu đồ mực nớc với
các tỷ lệ khác nhau.
5. Đồng hồ dùng để chỉ thời gian, nó có liên hệ với kim tự ghi . Loại máy này có đồng
hồ đợc lên giây cót 24 giờ 1 lần.
20




Ngoài các bộ phận chính đã nêu còn các bộ phận khác nh trục (6,7) để lắp các pu-ly,
đối trọng của phao (8), đối trọng của đồng hồ (9), dây treo phao nối liền giữa phao và pu-ly,

thân máy (10).
b) Nguyên lý hoạt động của máy Van đai

Do phao đợc thả nổi trên mặt nớc, nên dao động mực nớc sẽ đợc truyền tới các puly và truyền tới trống quấn giấy làm trống quấn giấy quay xung quanh trục của nó. Mặt
khác kim tự ghi dịch chuyển theo thời gian có phơng song song với trục quấn giấy. Nh
vậy kim tự ghi và trống quần giấy dịch chuyển theo 2 phơng vuông góc với nhau, kết quả
cho ta biểu đồ tự ghi của quá trình thay đổi mực nớc trên trục vuông góc(H~t). Tỉ lệ của
mực nớc tuỳ thuộc vào biên độ dao động của mực nớc mà sử dụng các tỷ lệ nh sau: 1/1
và 1/2 khi gắn 2 pu-ly vào chốt 6; tỷ lệ 1/5 và 1/10 khi gắn 2 pu-ly vào chốt 7 (xem hình
2-5).
Máy tự ghi mực nớc TĐN-324-M1 :

Máy TĐN-324-M1 do Viện kỹ thuật quân sự (Việt Nam) sản suất .
a) Các bộ phận chính : Máy có các bộ phận chính sau đây

Đầu đo, khối điều khiển xử lý số liệu, nguồn điện (xem sơ đồ 2-6 )

TĐN-324-M1.03

TĐN-324-M1.02

TĐN-324-M1.01

TĐN-324-M1.04
(Nguồn)
Hình 2-6. Sơ đồ cấu tạo máy đo mực nớc TĐN-324-M1

b) Nguyên lý hoạt động của máy

Đầu đo hoạt động theo các chế độ đo trực tiếp hoặc đo theo chế độ định trớc (theo chu

kỳ đợc cài đặt sẵn)
Đầu đo gồm quả dọi có gắn đầu nhận nớc treo trên một sợi dây (thớc chuẩn). Khi
cần đo đầu đo, nhận lệnh từ khối 02, quả dọi sẽ đợc thả xuống từ vị trí đặt đầu đo (có cao
trình xác định) xuống mặt nớc trong giếng. Khi đầu nhận nớc vừa chạm mặt nớc thì đầu
đo sẽ truyền giá trị đọc trên thớc chuẩn về khối 02, đồng thời kéo quả dọi và đầu nhận
nớc về vị trí ban đầu, kết thúc 1 lần đo. Việc điều khiển khối 02 có thể đợc thực hiện trực
tiếp từ ngời đo hoặc theo trình tự đã cài đặt từ khối 03. Khối 02 có chức năng xử lý số liệu
và hiện số lên màn hình đồng thời truyền số liệu đã xử lý sang khối 03. Khối 03 lu trữ tài
liệu và chuẩn bị trạng thái cho chu kỳ đo tiếp theo. Toàn bộ hệ thống đợc cung cấp nguồn
điện từ khối 04.



21


Nh vậy máy tự ghi mực nớc TĐN-324-M1, có thể tự động đo, lu trữ số liệu hoặc có
thể đo mực nớc từ xa tại từng thời điểm .
c) Công trình lắp đặt máy tự ghi mực nớc

Máy TĐN-324-M1 có thể dùng loại công trình giới thiệu trên hình 2-8 để lắp đặt.
Máy tự ghi mực nớc LPN 8/2
a) Nguyên lý làm việc của máy :

Máy làm việc dựa vào sự biến đổi của áp lực khí. Sự dao động của mực nớc làm biến
thiên áp lực khí của bộ phận khí, sự biến thiên này đợc truyền tới bộ phận nhận, xử lý
thông tin và cho kết quả . Sự biến thiên của áp lực khí nhờ hệ thống nén khí, ống dẫn khí
tiếp xúc với nguồn nớc cần đo .
b) Các bộ phận chủ yếu của máy :
Hệ thống khí gồm bình nén khí, ống dẫn khí đuợc nối từ máy tới nguồn nớc.

Bộ phận nhận và xử lý số liệu là bộ phận chính của máy, nó có tác dụng biến đổi

sự dao động của mực nớc thông qua sự biến thiên của áp thành giá trị mực nớc.
Kết quả này do máy tính toán, lu trữ và hiển thị trên màn hình khi cần thiết. Việc
điều khiển máy vận hành thông qua bàn phím và màn hình hiển thị. Chế độ đo đạc,
yếu tố cần đo đạc.. đợc cài đặt theo yêu cầu của ngời sử dụng và sau đó máy sẽ
thực hiện hoàn toàn tự động trong một khoảng thời gian nhất định .
- Nguồn năng lợng : Có thể dùng ắc quy 11 ữ14V DC hoặc nguồn điện lới
220V AC 610 %
c) Tính năng và phạm vi ứng dụng của máy :


-

Các yếu tố đo đạc :
Đo mực nớc: Tuỳ theo các loại máy thiết kế khác nhau mà biên độ mực nớc có
thể đo đợc khác nhau nh sau: 0-5, 0-10, 0-20 và 0-60m với độ chính xác 60,1%

Độ phân giải : Phạm vi đo < 10 m : 1mm
Phạm vi đo /10 m : 1 cm
Ngoài mực nớc ra máy còn xác định đợc các đặc trng mực nớc khác nh: cờng
suất mực nớc, mực nớc cao nhất, thấp nhất cảnh báo (tuỳ chọn)
-

Đo nhiệt độ:

+ Phạm vi ứng dụng : Từ -20oC 4 +60oC
+ Độ chính xác 60,3oC
+ Độ phân giải 0,1oC
Chức năng vận hành của máy:


22




+ Thời gian, chế độ tự ghi, ngày, giờ hệ thống, thời gian lấy mẫu ( 1 lần đo ), chế độ tự
động kiểm tra sự hoạt động của máy, chế độ hoạt động tiết kiệm năng lợng, chế độ hoạt
động thờng xuyên.
+ Đo đạc, lu trữ, truyền số liệu
Phân tích kết quả, lu trữ số liệu với một khối lợng nhất định, hiển thị số liệu trên
màn hình khi cần; có thể đổ số liệu đã đo đạc vào máy tính (PC), có thể huỷ số liệu khi
không cần thiết lu trữ; số liệu có thể truyền qua mạng điện thoại từ xa tới một nơi nào đó.
Một số chức năng tự động, bảo dỡng máy theo định kỳ và thông báo một số yếu tố có
liên quan đến quá trình hoạt động và hiện trạng của máy ...

Hình 2-7. Một hình thức lắp đặt máy tự ghi mực nớc LPN 8/2

IV. Công trình đặt máy tự ghi mực nớc
ở đây giới thiệu 2 loại công trình đợc dùng phổ biến ở nớc ta :
1. Giếng tự ghi kiểu đảo (Hình 2-8a). Loại giếng này đuợc xây trên lòng sông, ngay
tại tuyến đo đạc. Giếng có dạng hình trụ, có thể làm bằng ống bê tông, gỗ .v.v. Trên giếng
là sàn đặt máy có mái che. Cao trình sàn máy phải cao hơn mực nớc lớn nhất. Từ sàn máy
có cầu công tác nối với bờ. Lỗ thông nớc từ giếng với nớc sông nằm ở vị trí thấp hơn mực
nớc thấp nhất. Loại giếng này dễ thi công, vốn xây dựng không nhiều lắm song có nhợc
điểm là chịu ảnh hởng trực tiếp của sóng, gió do đó tài liệu thu đợc hạn chế về độ chính
xác.
2. Giếng kiểu bờ ( hình 2 -8b) : Công trình đặt máy tự ghi loại này đợc xây dựng trên
bờ sông, có các bộ phận chính: Giếng, ống dẫn nớc hoặc xi phông và sàn máy.




23


Loại giếng này có u điểm là khắc phục đợc các nhợc điểm của loại giếng kiểu đảo,
nhng khó thi công nên giá thành công trình thờng cao hơn. Đối với các loại máy nh LPN
8/2, WLR7 , WLR8... sẽ có loại công trình lắp đặt máy thích hợp cho mỗi loại cụ thể.

Hình 2-8. Công trình đặt máy tự ghi mực nớc
a- kiểu đảo; b- kiểu bờ

Đ2-2 Chế độ đo mực nớc
Chế độ đo mực nớc phải đảm bảo thu thập đợc quá trình diễn biến của mực nớc một
cách hoàn chỉnh. Do đó tuỳ theo chế độ dòng chảy tại trạm (ảnh hởng lũ hay ảnh hởng
triều), tuỳ theo sự thay đổi mực nớc các thời kỳ trong năm ( mùa lũ, mùa cạn) mà có chế
độ đo đạc cho phù hợp . Nói chung chế dộ đo mực nớc bằng công trình cọc , thuỷ chí quy
định nh sau :







24

Đo 1 lần trong mỗi ngày đêm vào lúc 7h
Đo 2 lần trong mỗi ngày đêm vào các giờ 7h và 19h
Đo 4 lần trong mỗi ngày đêm vào các giờ 1, 7, 13, 19h

Đo 8 lần trong mỗi ngày đêm vào các giờ 1, 4, 7, 10, 13, 16, 19, 22h
Đo 12 lần trong mỗi ngày đêm vào các giờ lẻ: 1, 3, .. .., 21, 23h
Đo 24 lần trong mỗi ngày đêm vào các giờ : 1, 2, 3, .. .., 23, 24h




Đối với các trạm không chịu ảnh hởng triều về mùa cạn thờng áp dụng các chế độ đo
1 lần, 2 lần hoặc 4 lần trong 1 ngày. Về mùa lũ tuỳ theo cờng suất thay đổi của mực nớc
mà thay đổi chế độ đo cho phù hợp .
Đối với các trạm chịu ảnh hởng của thuỷ triều thờng áp dụng chế độ ngày đo 12 lần
hoặc 24 lần.

Ngoài các chế độ trên khi cần xác định đợc mực nớc chân, đỉnh (lũ, triều) hoặc các
trạm có mục đích phục vụ riêng tuỳ theo yêu cầu còn có thể bố trí đo thêm 5ph, 10ph, 20ph,
30ph đo 1 lần. Nếu chế độ đo đạc này cần kéo dài và thờng xuyên thì tốt nhất là sử dụng
máy tự ghi mực nớc.
Qua kết quả nghiên cứu có thể tinh giảm chế đo bằng cách giảm lần đo trong ngày và
giảm thời kỳ đo trong năm. Chẳng hạn ở các trạm ảnh hởng của triều, chỉ đo một số lần
gần trị số đỉnh triều, chân triều hoặc trong mỗi năm chỉ đo một số kỳ triều đặc trng nh
triều cờng, triều mãn, triều trung bình trong các tháng kiệt nhất.
Đối với các trạm đo bằng máy tự ghi cần có chế độ đo kiểm tra để hiệu chỉnh số liệu.
Các chế độ đo kiểm tra có thể ngày đo 1 lần, 2 lần hoặc 4 lần tuỳ theo chất lợng tài liệu thu
đợc của máy tự ghi.

Đ2-3 Đo v tính toán mực nớc
I. Đo mực nớc bằng cọc và thuỷ chí
Nguyên tắc chung của đo mực nuớc bằng các loại công trình cọc, thuỷ chí là xác định
khoảng cách từ mực nớc tới đầu cọc hoăc điểm 0 của thủy chí; khi đó mực nớc đợc
tính nh sau:

H=+a
Trong đó :

H- Mực nớc ( cm , m )
- Cao độ đầu cọc hoặc cao độ điểm 0 của thuỷ chí so với một mặt chuẩn
a- Số đọc trên thớc cầm tay hoặc số đọc trên thuỷ chí.

Thớc cầm tay đợc làm bằng gỗ rộng 5-8 cm, dày 1,5-3 cm dài 80-120 cm, hoặc làm
bằng nhôm = 2,5-3 cm dài 80-120 cm, trên thớc có khắc vạch nhỏ nhất tới 0,5 hoặc
1,0cm. Nếu là thớc gỗ thì đầu dới có bọc kim loại để tránh bị mòn trong quá trình sử
dụng.
Để nâng cao độ chính xác mực nớc khi đo bằng cọc và thuỷ chí cần chú ý mấy điểm
sau đây:




Khi đo cần đặt chiều dẹt của nớc theo dòng chảy; để mắt gần mặt nớc khi đọc.
Trờng hợp có sóng to hoặc nớc dềnh cần tranh thủ đo khi mặt nớc tơng đối ổn
định và cần đo 2 lần rồi lầy số trung bình cộng của 2 lần đọc làm số đo chính thức.
Thời gian trung bình của các lần đo phải trùng với thời điểm quy định đo đạc.



25




Khi đo cần chọn cọc sao cho số đọc không nhỏ hơn 5 cm mà cũng không lớn quá

60-70 cm, vì nh vậy sẽ gây khó khăn cho đo đạc và hạn chế độ chính xác của kết
quả.

II. Đo mực nớc bằng máy tự ghi
Đối với trạm có máy tự ghi mực nớc thì ngoài việc thay giấy tự ghi, lên giây cót cho
đồng hồ, kiểm tra nguồn điện .v.v cần đo mực nớc kiểm tra ở cọc hoặc thuỷ chí theo chế
độ quy định.
Sau khi đo kiểm tra ngoài việc ghi số liệu vào sổ, cần đánh dấu toạ độ điểm kiểm tra
trên biểu đồ tự ghi, hiệu chỉnh lại vị trí kim tự ghi nếu máy có sai số. Nếu dùng máy hiện số
thì cần ghi cả số liệu đo kiểm tra và số liệu đọc trên máy vào thời điểm kiểm tra.
Số đọc và số hiệu cọc (thuỷ chí) đợc ghi ngay vào sổ sau khi đo xong. Một trong các
loại sổ ghi mực nớc có dạng nh sau :
Cao độ
Mực
Quan sát, ghi chép
Mực nớc
Số hiệu đầu cọc Số nớc trên
các yếu tố phụ :
bình quân
Tháng Ngày Giờ cọc hay hay số đọc a mặt quy
sóng, gió, ma và các
ngày
hiện tợng đặc biệt
thuỷ chí 0 thuỷ (cm) chiếu
(cm)
khác
chí (cm)
(cm)
1
2

3
4
5
6
7
8
9
VII

15

7

3

1086

16

1102

1

Đ2-4 Đo nhiệt độ nớc Ton v nhiệt độ không khí Tok
I. Nhiệt kế đo nhiệt độ nớc và nhiệt độ không khí
1. Nhiệt kế đo nhiệt độ nớc: thờng là nhiệt kế thủy ngân đợc bọc trong vỏ kim loại
không rỉ. Phía dới nhiệt kế có bầu chứa nớc nhằm giữ nguyên nhiệt độ nớc khi đa nhiệt
kế ra khỏi mặt nớc để đọc nhiệt độ. Thang độ của nhiệt kế đợc khắc vạch nhỏ nhất không
quá 0,2oC. Nếu ở trạm dùng máy đo mực nớc có tính năng đo đợc nhiệt độ nớc thì sử
dụng loại máy này thay cho nhiệt kế.


Độ chính xác của nhiệt kế hoặc máy đo cần đợc kiểm định trớc. Nếu có sai số cần
phải hiệu chỉnh cho kết quả.
2. Nhiệt kế đo nhiệt độ không khí: thờng là nhiệt kế thủy ngân chuyên dùng. Vị trí
đo đợc đặt trong lều khí tợng hoặc treo trong nhà trạm cách mặt đất khoảng 1,5m.

Nếu việc qui định đo nhiệt độ không khí cùng với đo nhiệt độ nớc thì chế độ đo nhiệt
độ không khí nh chế độ đo nhiệt độ nớc. Nếu việc đo nhiệt độ không khí yêu cầu nh ở
một trạm khí tợng thì cần theo qui định của Tài liệu hớng dẫn đo các yếu tố khí tợng.

II. Vị trí đo nhiệt độ nớc
Vị trí đo nhiệt độ nớc nằm trên tuyến đo mực nớc, có thể ở giữa dòng hoặc gần bờ
nhng phải có độ sâu dòng chảy từ 0,5m trở lên, phải ở nơi nớc chảy, không đo ở nơi có cỏ
26




hoặc rong rêu, gần nguồn nớc ngầm, nớc bẩn hay nớc nóng lạnh do khu công nghiệp
thải ra. Để thuận tiện cho đo đạc, vị trí đo nhiệt độ nớc cần đặt gần vị trí công trình đo mực
nớc.

III. Đo nhiệt độ nớc
1. Cách đo đạc

Trớc giờ đo qui định khoảng 5 phút nhiệt kế phải đợc ngâm thẳng đứng xuống dới
mặt nớc ít nhất 0,5m, không để nhiệt kế chạm đáy sông hoặc các vật khác. Sau khi ngâm
nhiệt kế khoảng 5 phút thì đa nhiệt kế lên và đọc ngay nhiệt độ với độ chính xác tới 0,1oC
(đọc số lẻ trớc, đọc số độ sau). Khi cha đọc xong nhiệt độ không đợc đổ nớc ra khỏi
bầu của nhiệt kế. Trong thời gian chờ ngâm nhiệt kế có thể quan sát các yếu tố khác nh

sóng, gió, trạng thái mặt sông ...
2. Chế độ đo nhiệt độ nớc



Chế độ 1 : mỗi ngày đo hai lần vào 7, 19h
Chế độ 2 : mỗi ngày đo bốn lần vào 1, 7, 13, 19h

IV. Tính trị số đặc trng ngày của nhiệt độ nớc và nhiệt độ không khí
1. Nhiệt độ bình quân ngày
o

Tn =

1 i=n o
Tni
n i =1

Trong đó :
o

T n - Nhiệt độ nớc bình quân ngày (oC)
Tnio - Nhiệt độ nớc đo tại lần thứ i đã hiệu chỉnh (nếu có) - oC
n - Số lần đo trong ngày
2. Nhiệt độ lớn nhất, nhỏ nhất ngày : Nhiệt độ lớn nhất, nhỏ nhất ngày đợc trích từ tài
liệu thực đo tại các lần đo trong ngày sau khi đã hiệu chỉnh (nếu có).

Đối với các đặc trng ngày của nhiệt độ không khí cũng tính toán tơng tự.

Đ2-5 Quan sát, đo đạc các yếu tố khác

I. Quan sát sóng, gió
ở trạm đo mực nớc nói chung không có dụng cụ đo sóng, gió do đó các yếu tố này
thờng đo bằng cách ớc lợng. Tuy vậy số liệu về sóng và gió có tác dụng đáng kể trong
việc chỉnh lý tài liệu mực nớc do đó cần quan sát ghi chép tơng đối chính xác các yếu tố
trên.

Sức gió và hớng gió so với dòng chảy tại trạm đơc ghi bằng các mũi tên nh sau:
- Không có gió ghi là 0


27


- Gió yếu thổi ngợc dòng
- Gió vừa thổi xuôi dòng
\\

- Gió thổi mạnh từ trái sang phải ghi

Cấp sóng thờng tơng ứng với cấp gió, cụ thể :
- Gió lặng tơng ứng khi không có sóng, ghi 0
- Gió yếu tơng ứng sóng lăn tăn, ghi I
- Gió vừa tơng ứng sóng bạc đầu, ghi II
- Gió mạnh thuyền nhỏ không đi đợc, thuyền lớn tròng trành, ghi III

II. Đo lợng ma
Việc đo lợng ma ở trạm thuỷ văn cũng đợc coi trọng nh ở trạm khí tợng. Chế độ
đo ma thờng do cơ quan quản lý quy định, nói chung có thể đo ma theo thời đoạn cố
định, đo ma theo ngày hoặc đo ma theo trận ma .
Dụng cụ đo ma thông thờng là thùng đo ma, máy tự ghi lợng ma (tham khảo tài

liệu hớng dẫn đo các yếu tố khí tợng)

III. Quan sát các yếu tố khác
Việc quan sát, ghi chép đo đạc các hiện tợng khác có liên quan tới chế độ dòng chảy
nh hiện tợng nớc dâng do bão, vỡ đê, phân lũ, đóng mở các cống lớn gần trạm vận hành
nhà máy thuỷ điện, sự xói lở bãi, bờ sông, hoạt động của các công trình khác trên sông...
cũng là công việc cần làm thờng xuyên ở một trạm thuỷ văn.

Đ2-6 Tính toán, thống kê các đặc trng mực nớc .
I. Tính mực nớc bình quân ngày :
1. Phơng pháp số học : Phơng pháp này đợc áp dụng để tính mực nớc khi các lần
đo trong ngày cách đều nhau. Khi trong ngày có một số lần đo thiếu hoặc đo không đều giờ
thì có thể bổ sung số liệu bằng phơng pháp nội suy để có mực nớc cách đều giờ rồi áp
dụng phơng pháp số học để tính toán theo công thức (2-1).
n

Hi
H ng =

i =1

n

(2-1)

Trong đó :Hng - Mực nớc bình quân ngày
Hi - Mực nớc ở lần đo thứ i
n - số lần có mực nớc trong ngày ( kể cả mực nớc đợc bổ sung )

28





2. Phơng pháp hình học :

Trờng hợp mực nớc đo không cách đều nhau về thời gian thì áp dụng phơng
pháp hình học để tính mực
nớc bình quân ngày theo
công thức.
Hng =

F
T

(2-2)

Trong đó : F - diện
tích biểu đồ giới hạn bởi
đờng quá trình H~t và trục
thời gian (phần gạch chéo ở
hình 2-9)
T- số giờ trong ngày
(24giờ)
Hình 2-9. Đờng quá trình mực nớc thực đo trong 1 ngày

Chú ý : Nếu gốc của trục
tung (trục H) tại mực nớc
H1 thì mực nớc bình quân ngày đợc tính theo công thức dới đây


H ng = H1 +

F
T

(2-3)

II. Tính mực nớc bình quân tháng
n

H ngi

Công thức tính toán : H thg = i =1
Trong đó:

n

H thg - mực nớc bình quân tháng
H ngi - mực nớc bình quân ngày thứ i

n
- số ngày trong tháng
Chú ý : Nếu trong tháng dù chỉ 1 ngày không có mực nớc bình quân ngày và nếu
không bổ sung đợc thì tháng đó không tính mực nớc bình quân tháng .

III. Tính mực nớc bình quân năm
N

Hn =
Trong đó :


H ngi
i =1

N

12

H Thgi

hoặc H n = i =1

12

(2-5)

N - số ngày trong năm



29


H n - mực nớc bình quân năm
Nếu trong năm có ít nhất 1 tháng không có mực nớc bình quân tháng thì năm đó
không tính mực nớc bình quân năm .

IV. Trích mực nớc cao nhất, thấp nhất thời đoạn
Mực nớc cao nhất, thấp nhất thời đoạn ( ngày, tháng, mùa, năm, trận lũ.. )nói chung
đợc chọn từ mực nớc tức thời đo đợc hoặc trích từ máy tự ghi. Trờng hợp đặc biệt

không đo đợc các mực nớc đặc trng trên thì có thể ngoại suy hoặc dùng các phơng
pháp khác bổ sung các đặc trng đó. Khi thống kê mực nớc đặc trng cần ghi cả thời điểm
xuất hiện của chúng .

V. Chênh lệch mực nớc ( biên độ mực nớc )
Ta có thể tính chênh lệch mực nớc trong năm, trong 1 trận lũ, hay trong 1 con triều ..
1. Chênh lệch mực nớc trong năm: Chênh lệch mực nớc trong năm bằng hiệu số
giữa mực nớc cao nhất với mực nớc thấp nhất trong năm đó :

H = HMax - HMin
2. Chênh lệch mực nớc trong một con lũ :

+ Chênh lệch lũ lên là hiệu số giữa mực nớc đỉnh lũ với mực nớc chân lũ lên,
tơng ứng có thời gian lũ lên.
+ Chênh lệch lũ xuống là hiệu số giữa mực nớc đỉnh lũ với mực nớc chân lũ
xuống, tơng ứng có thời gian lũ xuống.
3. Các đặc trng mực nớc triều

+ Chênh lệch triều lên bằng hiệu số giữa mực
nớc đỉnh triều với mực nớc chân triều kề
trớc đỉnh đó (HL)
+ Chênh lệch triều xuống bằng hiệu số
giữa mực nớc đỉnh triều với mực nớc chân
triều kề sau đỉnh đó (HX)
Tơng ứng với chênh lệch triều lên, chênh
lệch triều xuống là thời gian triều lên (TL), thời
gian triều xuống (TX ) (xem sơ đồ tính toán ở
hình 2-10)

Hình 2-10. Sơ đồ tính đặc trng mực

nớc triều

Trờng hợp trạm dùng máy tự ghi để thu
thập tài liệu mực nớc thì cần hiệu chỉnh sai số
(nếu có) trớc khi tính mực nớc giờ và tính
các đặc trng.

Công thức hiệu chỉnh sai số nh sau :
30




- Khi mực nớc đọc kiểm tra và mực nớc ghi trên máy sai khác nhau lớn hơn sai
số cho phép thì mực nớc đúng Ho đợc tính:
Ho = Ht + H = Ht + (H2 - H2)

t t1
t 2 t1

(2-6)

- Khi thời điểm đọc kiểm tra và thời điểm ghi trên máy sai khác nhau lớn hơn
sai số cho phép , thì thời điểm đúng ( to) lúc xuất hiện Ho đợc tính :

to = t + t = t + ( t 2 - t 2 )

t t1
t 2 t1


(2-7)

Trong đó :
Ht
H2
H2
t1
t
t2
t 2

- mực nớc tự ghi tại thời điểm t
- mực nớc đọc trên thớc nớc kiểm tra tại thời điểm t 2
- mực nớc tự ghi tại thời điểm t 2
- thời điểm kiểm tra lần thứ nhất ( thời điểm đúng )
- thời điểm suất hiện H t ( thời điểm sai )
- thời điểm kiểm tra lần thứ hai ( thời điểm đúng )
- thời điểm ghi trên máy tại lần kiểm tra lần thứ 2 ( thời điểm sai )



31


Chơng III

Đo độ sâu dòng nớc
Đ 3-1 Độ sâu dòng nớc v ứng dụng

I- Khái niệm: Độ sâu dòng nớc tại một điểm nào đó là khoảng cách theo phơng

thẳng đứng từ mặt nớc tới đáy sông tại điểm đó (1). Theo ý nghĩa vật lý thì độ sâu là
khoảng cách theo phơng vuông góc với hớng chảy bình quân từ mặt nớc tới đáy sông
(2), nhng trong thực tế độ sâu đợc xác định theo khái niệm (1). Độ sâu ký hiệu là h đơn vị
hay dùng là m.

II- ứng dụng: Trong đo đạc thuỷ văn độ sâu dùng để tính diện tích mặt cắt ớt, từ đó
tính lu lợng nớc, lu lợng bùn cát và các đặc trng khác có liên quan tới chiều sâu
dòng chảy.
Từ độ sâu ứng với mực nớc tính toán có thể xác định đợc cao trình đáy sông tại các
điểm đo sâu, từ đó có thể có đợc mặt cắt ngang, mặt cắt dọc, lập bình đồ đoạn sông. Việc
đo địa hình lòng sông phần dới nớc đợc gắn với phần đo đạc trên cạn bằng các tuyến
dẫn hoặc toạ độ các tiêu hoặc tọa độ điểm đặt máy đo góc ...Để hiểu rõ hơn về việc đo địa
hình lòng sông xin xem thêm giáo trình đo đạc phổ thông. Nội dung chủ yếu của chơng
trình này chỉ đề cập tới các phơng pháp đo sâu để phục vụ cho việc khảo sát chọn vị trí đặt
trạm, cung cấp độ sâu cho đo đạc và tính toán số liệu ở các trạm thuỷ văn.
Đ 3-2. Dụng cụ v máy móc đo sâu

I- Dụng cụ đo sâu từng điểm
1. Thớc sắt và sào
Thớc làm bằng nhôm hoặc bằng hợp kim nhẹ không gỉ có dạng hình trụ rỗng, dài
2ữ2.5 m, đờng kính 2ữ2.5 cm đợc khắc vạch cm. Chân thớc có đế để khi đo thớc
không ngập sâu trong bùn. Thớc sắt có u điểm là đo nhanh, độ chính xác cao, nhng nó
chỉ đợc dùng để đo ở nơi có độ sâu nhỏ hơn 2m, lu tốc nhỏ hơn 1,5 m/s.
Đối với nơi có độ sâu từ 3ữ5 m và lu tốc nhỏ hơn 1.5 m/s thì dùng sào đo sâu. Sào có
thể làm bằng tre, nứa, gỗ thẳng, đờng kính từ 4ữ5 cm, dài 6ữ7 m.Trên thân sào có khắc
khoảng cách 5 cm, 10 cm một, chân sào có lắp đế sắt nặng từ 0.5ữ1.5 kg để dễ dìm sào
xuống nớc. Dùng sào để đo sâu cho độ chính xác khá cao, nhng chỉ dùng đợc ở nơi có
độ sâu và lu tốc nhỏ.
2. Tời và tải trọng
Tải trọng đo sâu có tác dụng giữ căng dây cáp và đo đúng vị trí điểm cần đo. Tải trọng

đợc làm bằng các vật liệu có trọng lợng riêng lớn (sắt, gang, chì...), tải trọng phải có dạng
32