Quan trắc và dự báo thuỷ triều

Chương 9. Quan trắc và dự báo thuỷ triều. CHƯƠNG 9. QUAN TRẮC VÀ DỰ BÁO THUỶ TRIỀU. Việc quan trắc thuỷ triều là ghi lại số liệu mực nước thuỷ triều theo thời gian. Độ cao mực nước thuỷ triều được tính đến cm, so với một mặt chuẩn quốc gia. Số liệu quan trắc thu được dùng để dự báo thuỷ triều trong tương lai, tạo chuỗi số liệu quan trắc phục vụ cho công tác nghiên cứu, thiết kế... Trong chương này đề cập tới các vấn đề: lựa chọn mặt chuẩn để xác định độ cao mực nước triều, cách bố trí các trạm quan trắc thuỷ triều, cách quan trắc và xử lý số liệu quan trắc được, cách dự báo thuỷ triều. 9.1. Mặt nước trung bình, mặt chuẩn độ sâu. Mặt chuẩn độ sâu: là mặt chuẩn cao độ dùng để tính độ cao thuỷ triều và tính độ sâu đáy biển, mặt chuẩn độ sâu còn được gọi là “số 0 độ sâu” hay “số 0 hải đồ”. Hệ cao độ sử dụng mặt chuẩn độ sâu hệ cao độ Hải đồ. -Độ cao thuỷ triều cho trong bảng thuỷ triều là độ cao tính từ mặt chuẩn độ sâu trở lên. -Trên các hải đồ ghi số chỉ độ sâu cũng là độ sâu tính từ số 0 độ sâu. → Độ sâu thực tế ở một vị trí vào một thời điểm nào đó bằng độ sâu ghi trên hải đồ cộng với độ cao thuỷ triều trong bảng thuỷ triều vào thời điểm đó. Những vùng có biên độ thuỷ triều từ 50cm trở lên thì mặt chuẩn độ sâu thường dùng là mặt chuẩn độ sâu lý luận. Mặt chuẩn độ sâu lý luận là mực nước triều thấp nhất có thể xảy ra theo tính toán (lý luận). Mặt chuẩn độ sâu lý luận được tính từ các hằng số điều hoà H và g của 8 sóng chính M2, N2, S2, K2, K1, O1, P1, Q1 hoặc thêm 3 sóng cạn là M4, M6, MS4. Phương pháp tính mặt nước thấp nhất lý luận sẽ được trình bày ở chương 11. Ở Việt nam, mặt chuẩn độ sâu (số 0 độ sâu, số 0 hải đồ) được lấy trùng với mực nước triều thấp nhất lý luận tại đảo Hòn Dáu (Đồ Sơn, Hải Phòng). Ngoài mặt chuẩn độ sâu, còn có mặt chuẩn độ cao, dùng để xác định cao độ các công trình xây dựng nằm sâu trong lục địa. Mặt chuẩn độ cao, còn gọi là số 0 độ cao, số 0 thuỷ lợi, được lấy trùng với mực nước trung bình nhiều năm tại đảo Hòn Dáu. Hệ cao độ lấy theo mặt chuẩn độ cao được gọi là hệ cao độ Lục địa hay hệ cao độ Thuỷ lợi. Mặt chuẩn độ sâu thấp hơn mặt chuẩn độ cao là 1,86m, xấp xỉ bằng ½ biên độ triều trung bình tại Hòn Dáu. Như vậy, với một điểm cố định, cao độ theo hệ Hải đồ sẽ cao hơn cao độ theo hệ Lục địa 1,86m. Khi khảo sát thiết kế và xây dựng các công trình, cần hết sức chú ý đến hệ cao độ được sử dụng. Vì nếu xảy ra nhầm lẫn sẽ dẫn đến chênh lệch nghiêm trọng về cao độ của công trình. 9.2. Tính khoảng cách xây dựng trạm nghiệm triều. Trạm nghiệm triều là các trạm quan trắc thuỷ triều. Yêu cầu đặt ra là các trạm nghiệm triều phải đảm bảo độ chính xác khi quan trắc thuỷ triều. Với một khu biển, phải thành lập nhiều trạm nghiệm triều. Thông thường, các trạm nghiệm triều được lập theo một hệ thống, trong đó có các trạm chính và các trạm phụ. 9-1 Chương 9. Quan trắc và dự báo thuỷ triều. Các trạm chính được đặt ở những vị trí có tính điển hình, trang thiết bị đầy đủ, hiện đại, phục vụ cho công tác quan trắc lâu dài. Những trạm chính thường không chỉ quan trắc thuỷ triều mà còn quan trắc các đặc trưng khí tượng thuỷ văn khác. Giữa các trạm chính cần bố trí các trạm phụ để tăng mật độ các trạm quan trắc, từ đó tăng độ chính xác của công tác quan trắc thuỷ triều. Việc bố trí các trạm phụ phải đảm bảo khoảng cách tối đa giữa hai trạm liên tiếp, khoảng cách đó được gọi là khoảng cách giới hạn hoạt động của trạm nghiệm triều. Yêu cầu đặt ra là các trạm có sự hỗ trợ lẫn nhau, bất kỳ một chỗ đo sâu nào trong khu biển cũng nằm trong phạm vi khống chế của một trạm nghiệm triều nào đó. Phạm vi khống chế còn được gọi là phạm vi hoạt động hiệu quả của trạm. Khoảng cách giới hạn hoạt động trạm nghiệm triều được tính toán sao cho những sai khác của những dao động đồng thời của mực nước biển trong khu vực quan trắc không vượt quá độ chính xác cho trước δz của việc tính độ sâu. Việc tính khoảng cách giới hạn hoạt động trạm nghiệm triều phụ thuộc vào loại thuỷ triều ở khu biển cần quan trắc và khoảng cách giữa hai trạm chính khống chế khu vực quan trắc. 9.2.1. Khu biển bán nhật triều hay nhật triều đều. Đối với những khu biển có chế độ thuỷ triều là nhật triều hay bán nhật triều đều, có hai trạm chính A và B, thì khoảng cách giới hạn của các trạm phụ tính theo công thức: i z R S.d δ= (9.1) Trong đó: d - khoảng cách giới hạn hoạt động trạm nghiệm triều; S - khoảng cách giữa hai trạm chính A và B; δz - độ chính xác đo sâu (do quy phạm qui định, thông thường là 0,2m); Ri - đại lượng đặc trưng cho sự khác nhau của độ cao thuỷ triều ở hai trạm A và B; i - chỉ số, khi thuỷ triều là nhật triều thì i = 1, bán nhật triều i = 2. Ri xác định như sau: iAiBiBi iBiAiAi FFkhiV.FR FFkhiV.FR >= >= (9.2) Các đại lượng FiA và FiB với các trạm ven bờ được tính theo công thức sau: -Nếu là bán nhật triều: ( ) ( B2S2MB2 A2S2MA2 HHF HHF += += ) ) (9.3) -Nếu là nhật triều: ( ) ( B1O1KB1 A1O1KA1 HHF HHF += += (9.4) HK1, HO1, HM2, HS2: là các hằng số điều hoà, biên độ của các sóng K1, O1, M2, S2. 9-2 Chương 9. Quan trắc và dự báo thuỷ triều. Đại lượng V được xác định từ bảng tra hoặc tính trực tiếp theo các giá trị của σ và φ, trong đó: ⎪⎪⎩ ⎪⎪⎨ ⎧ < < =σ iAiB iA iB iBiA iB iA FFkhi F F FFkhi F F (9.5) (σ luôn nhỏ hơn 1) ( ) ( ) ( ) ( )⎩⎨ ⎧ − −=ϕ NTkhigg BNTkhigg A1KB1K A2SB2S (9.6) g - hằng số điều hoà (góc muộn) của các sóng tương ứng. V có thể tính theo công thức: ϕσ−σ+= cos..21V 2 (9.7) 9.2.2. Khi khu biển bán nhật triều không đều hoặc nhật triều không đều. Khoảng cách giới hạn d của các trạm phụ giữa hai trạm chính A, B xác định theo công thức: max Z h S.d ∆ δ= (9.8) Trong đó: δz, S: tương tự như công thức trên; ∆hmax: hiệu số lớn nhất có thể của độ cao mực nước tại trạm A và B vào một thời điểm. Cách xác định ∆hmax như sau: 2max R.Lh =∆ (9.9) Trong đó: L là hệ số của các độ cao mực nước. Để xác định L cần tìm J và j, tính theo công thức: 1515 j R RJ 21 2 1 ξ−ξ= = (9.10) Ri xác định tương tự như phần trên (với thuỷ triều đều) theo giá trị của σi và φi, với: iAiBi ff −=ϕ (9.11) Góc phụ ξ xác định theo công thức: A1A1B1B1 A1A1B1B1 1 fcos.Ffcos.F fsin.Ffsin.Ftg − −=ξ (9.12) 9-3 Chương 9. Quan trắc và dự báo thuỷ triều. A2A2B2B2 A2A2B2B2 2 fcos.Ffcos.F fsin.Ffsin.Ftg − −=ξ (9.13) Trong các công thức trên, các đại lượng F, f xác định theo công thức: ( ) ( ) 2S22 1K11 H.C.B.EF H.C.B.EF = = (9.14) 2S22 1K11 )gcb(ef )gcb(ef +++= +++= (9.15) Các giá trị E và e được xác định từ bảng tra theo các giá trị Di và di, với Di và di xác định theo các công thức: -Với E1 và e1: ( ) ( ) ( ) ( ) 1K1O1 1K 1O 1 gcbgcbKOd H.C.B H.C.B K OD ++−++=−= == (9.16) -Với E2 và e2: ( ) ( ) ( ) 2S2M2 2S 2M 2 gcbgcbsmd )H.C.B( H.C.B S MD ++−++=−= == (9.17) Trong đó: B, b - các số hiệu chỉnh; C, c - là các hệ số thị sai nằm ngang mặt trăng và số cải chỉnh mặt trăng; H và g là các hằng số điều hoà của các sóng thành phần, H - biên độ, g - góc muộn; B, b, C, c đều được xác định từ bảng tra. Việc tính toán các khoảng cách giới hạn đối với vùng thuỷ triều không đều phải chọn vào ngày có thuỷ triều lớn nhất trong khoảng thời gian đo sâu và đo thuỷ triều ở khu vực đó, nếu không có tài liệu cho trước thì: -Đối với khu vực BNT không đều thì các đại lượng F1,2 và f1,2 tính đối với lúc triều sóc vọng. -Đối với khu vực NT không đều thì F1,2 và f1,2 tính với lúc triều chí tuyến (xích vĩ mặt trăng là lớn nhất). Đối với khu vực cửa sông, thuỷ triều chịu ảnh hưởng của nước sông thì số lượng trạm nghiệm triều được bố trí có khác đi. Tuỳ theo tính chất của thuỷ triều ở khu vực cửa sông mà chọn các công thức tính toán cho phù hợp. Đồng thời việc đặt các trạm cách nhau bao nhiêu cũng phải chú ý đến các dòng nước chảy ở các cửa sông và các vùng lân cận. Ở những khu vực trống trải, nước ven bờ khá sâu, bờ thẳng và ít bị đứt quãng thì khoảng cách giới hạn giữa các trạm kế cận nhau có thể từ 70-100km. Song ở những khu biển trống trải nhưng nước nông và có đường bờ ít bị cắt đứt thì khoảng cách giữa các trạm nghiệm triều kế cận có thể từ 50 - 70km. Trong trường hợp bờ biển quanh co khúc 9-4 Chương 9. Quan trắc và dự báo thuỷ triều. khuỷu, có nhiều vũng, vịnh nhỏ và đảo hay ở những khu vực gần cửa những con sông lớn thì số lượng các trạm nghiệm triều cần tăng lên và khoảng cách giữa các trạm kế cận nhau sẽ tăng lên khoảng 30 - 40km. 9.3. Chọn vị trí và xây dựng trạm nghiệm triều. 9.3.1. Nguyên lý chung. Việc bố trí các trạm nghiệm triều phải tuân theo những nguyên tắc chung như sau: - Việc quan trắc mực nước phải được tiến hành liên tục trong suốt thời gian đã định, việc bố trí các thiết bị máy móc của trạm được thuận lợi, dễ dàng, đảm bảo được mối quan hệ giữa các trạm và các mốc đại địa quốc gia. - Đặt thước nước sao cho số “0” thước nước không nhô lên khi nước xuống thấp nhất. - Máy móc thiết bị của trạm cần phải tránh được ảnh hưởng của sóng biển, tránh va chạm của tàu thuyền, không bị ảnh hưởng của bùn đất phù sa và các tác động môi trường xấu khác. - Đứng trên bờ, cầu tàu bến cảng ở các khu vực lân cận có thể dễ dàng đọc được những chữ số viết trên thước nước. - Các mốc thuỷ chuẩn của trạm phải được bảo quản cẩn thận trong khoảng thời gian lâu dài. Những trạm nghiệm triều lâu dài phải được xây dựng ở những nơi vững chắc, ổn định, gần các mốc thuỷ chuẩn quốc gia. - Trạm nghiệm triều phải được đặt ở những nơi mà trong thực tế những thay đổi mực nước mang tính địa phương cục bộ không ảnh hưởng đến kết quả quan trắc, (những thay đổi của mực nước không bị phụ thuộc vào những biến đổi của địa phương), phù hợp với những thay đổi lên xuống của mực nước biển trên một phạm vi rộng lớn của khu vực đo sâu. Những vị trí thuận lợi để đặt các trạm nghiệm triều là những vịnh nhỏ gần bờ biển quang đãng, bằng phẳng, thông với biển thoáng dễ dàng, những nơi ít sóng gió và những yếu tố khác làm ảnh hưởng đến mực nước triều và công việc quan trắc thuỷ triều. Trạm nghiệm triều không được đặt trong sông quá xa cửa biển mà càng gần biển càng tốt. Trong trường hợp cho phép, có thể đặt thêm một thước nước phụ ở ngoài cửa biển để kiểm tra, so sánh và cải chính độ chênh lệch ∆h của mực nước ở cùng một thời điểm nước ròng. Sau khi tính được khoảng cách giới hạn hoạt động và chọn được vị trí thích hợp để đặt trạm. Thiết bị cơ bản của một trạm nghiệm triều gồm các thiết bị quan trắc mực nước biển và hai mốc chuẩn (một mốc công tác, một mốc gốc). Thiết bị dùng đo mực nước biển gồm có thước nước và máy tự ghi. 9.3.2. Trạm nghiệm triều dùng thước nước. Trạm nghiệm triều dùng thước nước là loại trạm có thiết bị và dụng cụ đơn giản. Dụng cụ đo mực nước là các thước nước (thuỷ chí). Thuỷ chí được gắn thẳng đứng cố định xuống lòng sông (có thể gắn trên các cầu tàu bến cảng hay các công trình cố định khác). Cao độ số “0” thuỷ chí được biết trước. Khi quan trắc, cao độ mực nước được xác định bằng: H = cao độ số “0” + số đọc trên thước (9.18) 9-5 Chương 9. Quan trắc và dự báo thuỷ triều. Nếu đáy biển thoải, khi nước triều lên xuống, phần bãi ngập nước trải dài, khi đó có thể sử dụng thước nước di động. Thước nước di động được đặt trên đầu hệ thống cọc chôn sẵn xuống đáy, cao độ đầu cọc đã biết. Khi đo, đặt thước nước lên đầu cọc bị ngập nước. cao độ mực nước xác định bằng: H = cao độ đầu cọc + số đọc trên thước (9.19) Nếu dùng thước cố định thì số “0” thước luôn phải ngập dưới mực nước biển thấp nhất từ 0,5÷ 1m. Nếu dùng thước nước di động thì luôn phải có ít nhất 1 cọc ngập dưới mực nước biển thấp nhất. Trong quá trình quan trắc mực nước phải thường xuyên kiểm tra độ chính xác của thước nước (độ thẳng, độ biến dạng, cao độ số “0” thuỷ chí, cao độ đầu cọc..).Thường khoảng 2÷3 ngày phải dẫn lại cao độ mốc công tác ra số “0” thuỷ chí để kiểm tra (gọi là cân thuỷ chuẩn). 9.3.3. Trạm triều ký tự ghi. Tại những trạm nghiệm triều lâu dài, thường đặt máy tự ghi đo thuỷ triều. Máy triều ký tự ghi thường được bố trí trong giếng đo, trong đó cao độ đáy giếng phải thấp hơn mực nước ròng thấp nhất khoảng 1m, miệng giếng phải cao hơn mực nước lớn cao nhất cũng khoảng 1m. Phải có đường ống dẫn thông từ giếng ra biển, việc này sẽ triệt tiêu được những dao động cục bộ của mặt nước như sóng, nước dồn. Máy triều ký có thể hoạt động phao thả nổi trong giếng hoặc dựa vào sự biến đổi của áp suất thuỷ tĩnh khi mực nước thay đổi. Với loại máy có phao nổi, khi mực nước lên xuống, phao sẽ di động theo, tác động tới một ngòi bút vẽ cao độ mực nước lên một trống giấy quay đều. Trên trống giấy sẽ là đồ thị tổng hợp 2 chuyển động: chuyển động lên xuống của mực nước, chuyển động theo thời gian của băng giấy. Khi đó sẽ thu được đường quá trình mực nước. Loại máy dùng áp suất thuỷ tĩnh, đầu đo cảm ứng được đặt cố định trong nước. Khi mực nước thay đổi, áp suất thuỷ tĩnh tác dụng lên đầu đo sẽ thay đổi. Bộ xử lý căn cứ vào biến đổi của áp suất thuỷ tĩnh để tính ra độ cao mực nước. Kết quả cũng được thu lại liên tục theo thời gian và có thể biểu diễn bằng đồ thị. Một số trường hợp đặc biệt, có thể dùng máy đo sâu hồi âm để đo mực nước triều. Khi đó cần biết mực nước tại thời điểm bắt đầu quan trắc, máy đo sâu được đặt trên thuyền đo, khi mực nước thay đổi thì độ sâu cũng thay đổi, căn cứ vào mực nước tại thời điểm đầu, xác định được mực nước tại các thời điểm tiếp theo. 9.4. Mốc thuỷ chuẩn, đo thuỷ chuẩn trạm nghiệm triều. Mốc thuỷ chuẩn là bộ phận không thể thiếu của trạm nghiệm triều, dùng để kiểm tra, hiệu chỉnh độ chính xác của thiết bị quan trắc. Mỗi trạm nghiệm triều phải có một mốc gốc và một hay nhiều mốc công tác. Mốc gốc (mốc cơ bản) của trạm nghiệm triều là mốc để truyền cao độ xây dựng các mốc công tác, phải được bố trí ở những vị trí ổn định, an toàn, đảm bảo chính xác trong thời gian 20÷25 năm. Mốc công tác là các mốc dùng liên hệ trực tiếp với các thước nước, thường xuyên dùng để kiểm tra xem số “0” thước nước có bị xê dịch, biến dạng không. Mốc này cần đặt gần thước nước để tiện đo đạc kiểm tra, đồng thời cũng để đảm bảo độ chính xác của công tác đo đạc truyền độ cao. 9-6 Chương 9. Quan trắc và dự báo thuỷ triều. Đặt mốc cơ bản của trạm nghiệm triều phải tiến hành theo yêu cầu qui phạm đo thuỷ chuẩn cấp 1, 2, 3 và 4 Nhà nước. Sau khi biết được mốc tam giác hoặc mốc thuỷ chuẩn quốc gia ở gần trạm, xác định vị trí đặt mốc gốc và gốc công tác, tiếp theo cần đặt thước nước và máy triều ký tự ghi. Sau đó cần đo thuỷ chuẩn để xác định độ cao các mốc, số “0” thước nước. Dắt thuỷ chuẩn từ mốc quốc gia về mốc cơ bản và mốc công tác, nếu khoảng cách giữa các mốc nhỏ hơn 3km, cần thực hiện đo đi và đo về tương đương cấp 4 nhà nước. Nếu khoảng cách đó đến 10km, cần đo tương đương thuỷ chuẩn cấp 3 nhà nước. Từ mốc cơ bản đến mốc công tác phải đo thuỷ chuẩn cấp 4. Từ mốc công tác đến các thước nước có thể tiến hành truyền độ cao bằng đo cao hình học hoặc đo cao lượng giác. Nội dung công tác đo thuỷ chuẩn, đo cao hình học, lượng giác sinh viên tự tìm hiểu trong môn Trắc địa công trình. Yêu cầu khi thi hết môn, sinh viên cần trình bày được nội dung này. 9.5. Quan trắc thuỷ triều. Quan trắc thuỷ triều là công tác ghi lại độ cao mực nước triều theo thời gian. Ngay sau khi lập xong trạm nghiệm triều, trạm cần có đồng hồ căn giờ chuẩn quốc gia (giờ Hà Nội), lý lịch trạm: thời gian đặt trạm, thời gian tiến hành quan trắc mực nước, cao độ số “0” thuỷ chí ... Với trạm nghiệm triều dùng thước nước, công việc của quan trắc viên là đọc độ cao mực nước trên thước nước theo thời gian qui định. Cần quan trắc mực nước từng giờ vào đầu các giờ, thời gian sai lệch cho phép là ± 2 phút. Trước và sau giờ nước lớn và nước ròng hàng ngày một giờ, phải quan trắc từng 10 phút một lần để xác định được đỉnh triều và chân triều. Đọc số trên thước nước phải chính xác đến 1cm. Nếu biển động, sóng to, cần đọc 3 lần mực nước cao, mực nước thấp liên tiếp do sóng dồn lên rút xuống, sau đó lấy trung bình của 6 số đọc này, được mực nước cần quan trắc. Với trạm nghiệm triều dùng máy tự ghi, quan trắc viên cần thường xuyên kiểm tra máy, tháo lắp băng giấy cho máy tự ghi dùng phao, kiểm tra thời gian quan trắc so với giờ chuẩn, định kỳ so sánh số liệu trên máy tự ghi với số đọc trên thước nước kiểm tra, báo cáo kết quả đo đạc về trung tâm theo giờ qui định. Nếu máy tự ghi chạy không chính xác thì có thể do một trong những nguyên nhân sau: -Ống lưu thông giữa giếng và biển bị tắc. - Bộ phận truyền động bị trục trặc. - Đồng hồ máy chạy không chính xác. - Sóng to ảnh hưởng đến mực nước trong giếng. Cán bộ kỹ thuật tại trạm cần tìm ra nguyên nhân để sửa chữa khắc phục ngay. 9.6. Chỉnh lý số liệu quan trắc thuỷ triều. Trong quá trình quan trắc thuỷ triều, do chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố tác động nên số liệu quan trắc có thể thiếu chính xác. Nên sau khi có số liệu quan trắc, cần có sự chỉnh lý số liệu để khắc phục các sai số cũng như loại bỏ các thành phần không có bản chất thuỷ triều (như sóng, nước dâng do gió, do chênh khí áp...). Nội dung chỉnh lý số liệu gồm có: 9-7 Chương 9. Quan trắc và dự báo thuỷ triều. -Hiệu chỉnh về thời gian. -Hiệu chỉnh về độ cao, qui tất cả độ cao mực nước quan trắc về cùng một số “0”. -Bổ sung những chỗ không quan trắc được hoặc quan trắc không chính xác. 9.6.1. Hiệu chỉnh về thời gian. Việc hiệu chỉnh về thời gian được tiến hành khi thời gian quan trắc bị nhanh hơn hay chậm hơn giờ chuẩn. Giả sử trong khoảng thời gian quan trắc đồng hồ của trạm bị chậm hơn giờ chuẩn một khoảng thời gian là t phút, thì mỗi ngày cần hiệu chỉnh giờ độ cao mực nước thêm hoặc bớt một khoảng t/T phút, tuỳ theo đồng hồ bị chậm hay nhanh. Ví dụ: sau 12 ngày quan trắc, phát hiện ra đồng hồ của trạm bị nhanh tổng cộng 12 phút, vậy trong 1 ngày cần hiệu chỉnh giờ quan trắc chậm thêm 12 phút / 12 ngày = 1 phút /ngày, việc hiệu chỉnh được tiến hành lũy tích: -Ngày 1 hiệu chỉnh chậm 1 phút -Ngày 2 hiệu chỉnh 2 phút ........ -Ngày 12 hiệu chỉnh 12 phút. Như vậy độ cao thuỷ triều quan trắc lúc 11 giờ ngày thứ 1 sẽ ứng với thuỷ triều thực tế lúc 10 giờ 59 phút ngày 1; độ cao quan trắc lúc 4 giờ ngày thứ 10 sẽ ứng với thuỷ triều thực tế lúc 3 giờ 50 phút ngày thứ 10, v.v.. Khi vẽ đường cong mực nước theo ngày, cần có sự chỉnh lý thời gian sai lệch để có được đường cong mực nước chuẩn. 9.6.2. Hiệu chỉnh về độ cao. Công tác hiệu chỉnh về độ cao là việc qui tất cả độ cao mực nước về cùng một số “0”. Nếu trạm nghiệm triều có nhiều thước nước, số “0” các thước nước có cao độ khác nhau, số “0” trạm cũng khác với số “0” độ sâu thì sau khi quan trắc (ghi số đọc trên thước nước), cần qui tất cả số đọc đó về cùng một số “0” - thường là số “0” trạm, tốt nhất là qui luôn về số “0” độ sâu. Việc qui về cùng một số “0” được thực hiện bằng tính toán hình học thông thường, dựa vào độ chênh cao giữa các số “0” thước và giữa số “0” trạm với số “0” độ sâu. Độ chênh cao này đã biết khi lập trạm. 9.6.3. Bổ sung những chỗ thiếu hay hiệu chỉnh những chỗ không chính xác. Khi quan trắc thuỷ triều có thể gặp trường hợp độ cao mực nước triều cao hoặc thấp đột biến so với qui luật chung, trường hợp này là do thiết bị đo bị trục trặc, đo không chính xác, hoặc do những ảnh hưởng cục bộ do sóng, nước dồn, nước hạ do khí áp ... Khi đó phải dựa vào qui luật thuỷ triều ở vùng đó và xu thế đường cong mực nước để hiệu chỉnh nội suy lại cho phù hợp. Trường hợp thứ hai là do nguyên nhân nào đó mà không đo được mực nước trong một khoảng thời gian, cũng cần phải nội suy giá trị mực nước. Nếu chế độ triều ở khu vực đo là thuỷ triều đều thì có thể nội suy bằng cách lấy trung bình các độ cao mực nước ở giờ tương ứng của ngày hôm trước và ngày hôm sau. Trường hợp ở trạm đo là triều hỗn 9-8 Chương 9. Quan trắc và dự báo thuỷ triều. hợp thì phải xét xu thế đường cong mực nước trong nửa tháng hoặc cả tháng mới có cơ sở để nội suy độ cao thủy triều. Với một số loại máy tự ghi hiện đại, việc hiệu chỉnh máy và chỉnh lý kết quả đo có hướng dẫn riêng. 9.7. Dự báo thuỷ triều. Thuỷ triều cũng là một hiện tượng thuỷ văn nên nó có đầy đủ tính chất của hiện tượng thuỷ văn: giá trị ngẫu nhiên và diễn biến có tính quy luật. Thực tế việc sử dụng tài liệu thuỷ triều lại được tiến hành khi chưa có số liệu quan trắc, nói cách khác là làm việc ở tương lai. Do đó cần có dự báo trước thuỷ triều. Vì giá trị của thuỷ triều có tính ngẫu nhiên nên cần có phương pháp dự báo thích hợp. Để tính trước mực nước biển, có thể dùng các phương pháp: -Sử dụng các phương trình thuỷ động lực (hệ phương trình Raynold, hệ phương trình Saint-Vernant, phương trình Euler...) với các điều kiện biên đã biết để giải và tìm ra ẩn số là độ cao mực nước. Tuy nhiên phương pháp này phức tạp, chỉ phù hơp với công tác nghiên cứu.. -Dựa vào các thành phần cố định mô tả thông số các sóng thành phần (các hằng số điều hoà) để dự tính mực nước triều. Đây là phương pháp sử dụng trong thực tế, vì tương đối đơn giản và cho kết quả chính xác tới 90%. Với phương pháp dự báo điều hoà (hay phân tích hằng số điều hoà), sóng triều tổng hợp được phân tích thành các sóng triều đơn giản, là các sóng điều hoà. Do là các sóng điều hoà nên các sóng này có biên độ và góc pha là không đổi, các đại lương này do đó được gọi là các hằng số điều hoà. Góc pha của các sóng khác nhau thì khác nhau, do đó sóng triều tổng hợp là sóng không điều hoà. Các hằng số điều hoà được xác định từ số liệu quan trắc thực tế và các hằng số thiên văn. Chuỗi số liệu quan trắc càng dài thì kết quả phân tích là càng chính xác. Số lượng sóng được sử dụng để phân tích điều hoà phụ thuộc vào yêu cầu độ chính xác. Thông thường chỉ phân tích cho 11 sóng, gồm 8 sóng chính và 3 sóng cạn. Nôi dung phân tích hằng số điều hoà sẽ được trình bày ở chương sau. 9.8. Quan trắc và dự báo thuỷ triều ở Việt Nam. Ở Việt Nam, công tác quan trắc và dự báo thuỷ triều được Tổng cục Khí tượng thuỷ văn thực hiện. Dọc bờ biển Việt Nam, tổng cục KTTV thiết lập nhiều trạm nghiệm triều, trong đó các trạm chính từ Bắc vào Nam là trạm Cửa Ông, Hòn Dáu, Cửa Hội, Cửa Gianh, Cửa Việt, Hà Tiên, Kiên Giang... Các trạm này và các trạm phụ đều quan trắc thuỷ triều liên tục nhiều năm, hàng năm đều quan trắc độ cao thuỷ triều từng giờ trong ngày. Số liệu thu được dùng để tạo chuỗi số liệu quan trắc lâu dài, phục vụ dự báo thuỷ triều trong tương lai và kiểm chứng những số liệu thuỷ triều đã dự báo. Số liệu dự báo thuỷ triều hàng năm được xuất bản trong quyển Bảng thuỷ triều. Tài liệu này được in hàng năm, quyển cho năm sau được xuất bản vào cuối năm trước. 9-9 Chương 9. Quan trắc và dự báo thuỷ triều. Trong quyển Bảng thuỷ triều trình bày độ cao mực nước từng giờ trong tháng cho cả 12 tháng trong năm tại tất cả các trạm chính. Độ cao triều được tính đến 0,1m. Độ cao nước lớn nước ròng từng ngày được tính đến 0,01m và ghi giờ xuất hiện. Trong Bảng thuỷ triều cũng hướng dẫn cách tính độ cao thuỷ triều ở cảng phụ khi biết độ cao triều ở cảng chính, phạm vi các trạm phụ sử dụng theo trạm chính và một số thông tin khác. Tài liệu này là cẩm nang không thể thiếu cho những người làm công tác thiết kế, thi công, quản lý khai thác và đảm bảo an toàn đường thuỷ. 9-10