Mỗi dao động điều hoà đơn giản biểu thịcho một sóng triều thành phần đơn giản. Các sóng thành phần này là các sóng điều hoà có chu kỳ và biên độ không đổi. Mỗi sóng triều thành phần sẽ do một thiên thể giả tưởng nào đó sinh ra. Thiên thể giả tưởng đó luôn quay quanh trái đất với vận tốc không đổi theo quỹ đạo tròn trên mặt phẳng xích đạo. Như vậy, việc thay thế đồ thị mực nước triều tổng hợp bằng các đồ thị sóng triều điều hoà đơn giản chính là việc thay thế chuyển động phức tạp của mặt trăng quanh trái đất và trái đất quanh mặt trời bằng tổng hợp các chuyển động đơn giản của các thiên thể giả tưởng.
18 trang |
Chia sẻ: haohao89 | Lượt xem: 2048 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem nội dung tài liệu Bài giảng Tính hằng số điều hoà từ số liệu quan trắc mực nước trong 30 ngày, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Chương 10. Tính HSĐH từ số liệu quan trắc mực nước 30 ngày.
CHƯƠNG 10.
TÍNH HẰNG SỐ ĐIỀU HOÀ TỪ SỐ LIỆU
QUAN TRẮC MỰC NƯỚC
TRONG 30 NGÀY.
10.1. Lý luận chung.
10.1.1. Khái niệm về hằng số điều hoà.
Đường cong biểu diễn mực nước triều tổng hợp là đường cong phức tạp không điều
hoà, có biên độ và chu kỳ biến đổi theo thời gian. Tuy nhiên đường cong này có thể phân
tích thành tổng hợp của các đường cong dao động điều hoà đơn giản.
Sãng triÒu tæng hîp
C¸c sãng triÒu thµnh phÇn
Hình 10.1. Phân tích sóng triều tổng hợp thành các sóng triều đơn giản.
Mỗi dao động điều hoà đơn giản biểu thị cho một sóng triều thành phần đơn giản.
Các sóng thành phần này là các sóng điều hoà có chu kỳ và biên độ không đổi. Mỗi sóng
triều thành phần sẽ do một thiên thể giả tưởng nào đó sinh ra. Thiên thể giả tưởng đó luôn
quay quanh trái đất với vận tốc không đổi theo quỹ đạo tròn trên mặt phẳng xích đạo.
Như vậy, việc thay thế đồ thị mực nước triều tổng hợp bằng các đồ thị sóng triều điều
hoà đơn giản chính là việc thay thế chuyển động phức tạp của mặt trăng quanh trái đất và
trái đất quanh mặt trời bằng tổng hợp các chuyển động đơn giản của các thiên thể giả
tưởng.
Các sóng triều thành phần đơn giản còn được gọi là các con nước. Nếu bỏ qua quán
tính của khối nước chuyển động, ma sát trong nước biển, ảnh hưởng của bờ và đáy biển
thì sóng triều thành phần có biểu thức biểu diễn độ cao là:
iii )uvcos(.Rh += (10.1)
Trong đó:
hi - độ cao của sóng triều thành phần thứ i. Độ cao này là xét so với mực nước
trung bình, không phải so với mặt chuẩn độ sâu.
Ri - biên độ sóng triều thứ i.
(u+v)i - gọi là biến số thiên văn ban đầu, chính là góc pha của thiên thể giả tưởng
gây ra sóng đang xét, do đó cũng có thể gọi là góc pha của sóng, u và v là các đại
lượng thiên văn.
10-1
Chương 10. Tính HSĐH từ số liệu quan trắc mực nước 30 ngày.
Với một sóng triều cụ thể (M2; S2; K1; O1 .v.v.), biết được thiên thể giả tưởng gây ra
sóng và u+v xác định từ lịch thiên văn.
Thực tế, sóng triều bị ảnh hưởng bởi ma sát, quán tính của khối nước, ảnh hưởng
của đáy biển và đường bờ, các ảnh hưởng môi trường khác nên:
- sóng triều sẽ bị chậm pha so với thiên thể gây ra nó, trong biểu thức góc pha
(v+u) phải trừ đi đại lượng K gọi là góc muộn và trị số của nó phụ thuộc vào
điều kiện cụ thể ở địa phương.
- biên độ R có thể bị biến đổi theo thời gian, nên biểu diễn R qua giá trị trung bình
nhiều năm, ký hiệu là H.
Vậy độ cao mực nước triều biểu diễn lại bằng công thức như sau:
iii )Kvucos(.)H.f(h −+= (10.2)
f - hệ số triết điểm, phụ thuộc vào các yếu tố thiên văn;
H - biên độ trung bình nhiều năm của sóng thành phần.
Giá trị H và K đều phụ thuộc vào điều kiện địa phương và thay đổi rất ít, có thể coi
là các hằng số và do đó được gọi là hằng số điều hoà (HSĐH).
Trong tính toán thuỷ triều, việc tính HSĐH có ý nghĩa rất quan trọng vì chỉ khi biết
được HSĐH của các sóng thành phần ta mới có thể dự báo được độ cao thuỷ triều trong
tương lai cũng như tính toán mực nước cao nhất, thấp nhất lý luận.
(Nếu tìm được H và K ta hoàn toàn xác định được độ cao sóng triều tại các thời
điểm khác nhau vì f, u, v có thể xác định theo lịch thiên văn)
10.1.2. Các công thức cơ bản xác định HSĐH.
Trong các công thức (10.1), (10.2), u biến đổi chậm còn v biến đổi nhanh theo thời
gian, nên đặt v = v0 + q.t
Trong đó:
v0 - trị số của v tại thời điểm đầu của thời kỳ quan trắc, t = 0;
q - vận tốc góc của thiên thể giả tưởng, cũng chính là vận tốc góc của sóng thành
phần đang xét;
t - thời gian quan trắc;
Vậy độ cao sóng triều viết lại thành:
i0ii )Kuvqtcos(.)H.f(h −++= (10.3)
Đặt (v0+u) - K = -ξ thì công thức trên viết thành:
iii )qtcos(.)H.f(h ξ−= (10.4)
Cũng có thể biểu thức biểu diễn độ cao sóng triều thành phần theo công thức:
qtsin.Bqtcos.A
sin.qtsin.Rcos.qtcos.R
)qtcos(.Rh
+=
ξ+ξ=
ξ−=
(10.5)
Với: ξ=ξ= sin.RB;cos.RA
Vậy có các quan hệ:
10-2
Chương 10. Tính HSĐH từ số liệu quan trắc mực nước 30 ngày.
A
B
cos
sintg =ξ
ξ=ξ
22 BAR +=
ξ=ξ=ξ=ξ= eccos.Bsec.Asin
B
cos
AR (10.6)
f
RH =
ξ++= uvK 0
Các công thức (10.4); (10.5); (10.6) là các công thức cơ bản để tính HSĐH.
10.1.3. Các cách biểu diễn góc muộn.
Góc muộn K trong các công thức trên được tính tại vị trí quan trắc thuỷ triều nên K
gọi là góc muộn địa phương của sóng thành phần. K biểu thị sự chậm pha của sóng triều
tại địa phương (nơi đặt trạm nghiệm triều) so với thiên thể giả tưởng gây ra sóng triều đó.
Cũng có thể sử dụng các góc muộn múi giờ của trạm nghiệm triều (K’) và góc
muộn so với kinh tuyến gốc Greenwich (g). Quan hệ giữa các góc muộn như sau:
-Xét trạm nghiệm triều nằm ở kinh tuyến Tây của kinh tuyến trung tâm của múi giờ.
Khi đó thiên thể giả tưởng sẽ đi qua trạm nghiệm triều (địa phương) trước khi qua kinh
tuyến trung tâm của múi giờ. Gọi:
λ - kinh độ trạm nghiệm triều, đơn vị là “0”.
S - kinh độ trung tâm của múi giờ
q - vận tốc góc của sóng triều đang xét
p - số chu kỳ của sóng triều trong một ngày (chính là số chu kỳ trong 1 ngày của
thiên thể giả tưởng), sóng BNT p = 2; sóng NT p = 1...
(v0+u)G - góc pha ban đầu của thiên thể giả tưởng lúc 0 giờ tại kinh tuyến gốc
Greenwich.
(v0+u)Đ - góc pha của thiên thể giả tưởng lúc 0 giờ ở trạm nghiệm triều (địa
phương).
(v0+u)M - góc pha của thiên thể giả tưởng lúc 0 giờ ở kinh tuyến trung tâm của múi
giờ.
ξ−=−+ 'K)uv( M0
ξ−=−+ g)uv( 0 G
Để xét quan hệ giữa các góc muộn, biểu diễn các góc pha ban đầu (v0+u) như hình
vẽ 10.2.
10-3
Chương 10. Tính HSĐH từ số liệu quan trắc mực nước 30 ngày.
C
ùc
®
Øn
h
T
T
G
T
tr
ªn
ki
nh
tu
yÕ
n
G
re
en
w
ic
h
C
ùc
®
Øn
h
T
T
G
T
tr
ªn
ki
nh
tu
yÕ
n
tr
¹m
N
T
λ
C
ùc
®
Øn
h
T
T
G
T
tr
ªn
k
in
h
tu
yÕ
n
tr
un
g
t©
m
m
ói
g
iê
S
0
g
iê
g
iê
m
ói
ë
ng
µy
®
Çu
q
ua
n
tr
¾c
0
gi
ê
gi
ê
®Þ
a
ph
u¬
ng
ë
ng
µy
®
Çu
q
ua
n
tr
¾c
0
gi
ê
gi
ê
G
re
en
w
ic
h
ë
ng
µy
®
Çu
q
ua
n
tr
¾c
1 2 3 4 5 6
(v +u)0 G
§0(v +u)
M0(v +u)
p.λ
p.S
q
15
λ
S
15
q
Hình 10.2. Các góc pha ban đầu (v0+u).
Từ hình vẽ, nhận thấy:
-Khoảng cách 1-2 là khoảng cách góc (tính bằng độ) từ khi thiên thể giả tưởng đi
qua kinh tuyến gốc Greenwich đến lúc qua kinh tuyến trạm nghiệm triều trong thời gian 1
ngày. Đang xét trạm ở kinh tuyến tây so với kinh tuyến trung tâm của múi giờ, nên:
-nếu là sóng NT (1 ngày): (1-2) = λ
-sóng BNT ( ½ ngày): (1-2) = 2. λ
-sóng 1/3 ngày: (1-2) = 3. λ
-sóng ¼ ngày: (1-2) = 4. λ
............
Công thức tổng quát: (1-2) = p.λ
-Khoảng cách (4-6) là khoảng thời gian từ hồi 0 giờ Greenwich đến 0 giờ tiêu chuẩn
của múi giờ, bằng
15
S (vì 1 giờ tương đương 150), góc pha của sóng trong thời gian đó là
15
S.q
Vậy có:
15
S.q.p-)uv()uv( G00 +λ+=+ § (10.7)
S.p
15
q)uv()uv( G0M0 ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −++=+ (10.8)
Thay vào các biểu thức K, K’, g theo (v0+u) và ξ ở trên, thu được:
10-4
Chương 10. Tính HSĐH từ số liệu quan trắc mực nước 30 ngày.
⎪⎪
⎪
⎭
⎪⎪
⎪
⎬
⎫
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −+=
−λ+=
λ++=
S
15
qp'Kg
q.
15
SpKg
)S(p'KK
(10.9)
Nếu trạm nghiệm triều ở phía Đông kinh tuyến trung tâm thì công thức trên điều
chỉnh lại như sau:
⎪⎪
⎪
⎭
⎪⎪
⎪
⎬
⎫
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −+=
+λ−=
−λ+=
Sp
15
q'Kg
q.
15
SpKg
)S(p'KK
(10.10)
(Với các trạm nghiệm triều ở Việt Nam dùng công thức (10.10))
10.1.4. Sử dụng HSĐH trong tính toán thuỷ triều.
Vì các đại lượng u,v, f có thể xác định theo các bảng tra thiên văn, phụ thuộc vào
thời gian quan trắc tính toán, nên từ các công thức trên, nhận thấy:
-Nếu biết độ cao của 1 sóng triều thành phần hi, có thể tính được H và K (hoặc K’,
g) của sóng đó. Độ cao của sóng triều biết được qua quan trắc thuỷ triều.
-Khi đã biết H và K (K’, g) của một sóng nào đó, hoàn toàn xác định được độ cao
thuỷ triều của riêng sóng đó (hi) tại một thời điểm bất kỳ trong tương lai, vì có thể tra
bảng thiên văn ở thời điểm cần tính thuỷ triều để tìm u, v, f, rồi thay vào các công thức
trên.
-Khi đã biết độ cao từng sóng thành phần hi, chỉ việc cộng các độ cao đó lại là thu
được độ cao sóng triều tổng hợp ở thời điểm trong tương lai.
→ xây dựng được quy trình dự báo thuỷ triều theo phương pháp Phân tích hằng số
điều hoà như sau:
1) Quan trắc thuỷ triều để lấy chuỗi số liệu.
2) Tách sóng triều tổng hợp thành các sóng triều thành phần.
3) Tính các hằng số điều hoà (H và K, K’,g) cho các sóng thành phần từ chuỗi
số liệu đã có.
4) Sử dụng các hằng số điều hoà đã tính được để dự báo thuỷ triều ở một thời
điểm trong tương lai.
(Tất nhiên vẫn cần tiếp tục quan trắc thuỷ triều để kéo dài chuỗi số liệu, tăng độ
chính xác và để so sánh thuỷ triều thực tế với thuỷ triều dự báo, từ đó có những hiệu
chỉnh phù hợp).
Quy trình trên có thể mô tả như hình 10.3.
10-5
Chương 10. Tính HSĐH từ số liệu quan trắc mực nước 30 ngày.
Quan trắc thuỷ triều
Tách sóng
Tổng hợp
Hằng số điều hoà
Phân tích Dự báo
Hình 10.3. Quy trình tính và sử dụng HSĐH.
Các vấn đề cần giải quyết trong quy trình trên là:
1) Tách sóng thành phần từ sóng triều tổng hợp.
2) Phân tích các HSĐH của các sóng thành phần.
3) Sử dụng HSĐH để dự báo thuỷ triều.
Các vấn đề này sẽ được tiếp tục nghiên cứu ở các phần tiếp theo.
10.2. Tách sóng, chọn số ngày thích hợp.
Độ cao thuỷ triều quan trắc được là độ cao thuỷ triều tổng hợp, muốn xác định được
độ cao từng sóng triều thành phần thì cần tìm cách tách riêng các sóng đó ra.
Việc tách sóng từ số liệu quan trắc thuỷ triều được thực hiện theo hai nội dung sau:
-Hiệu chỉnh độ cao theo thời gian: hiệu chỉnh số liệu quan trắc mực nước theo giờ
mặt trời thành số liệu quan trắc mực nước theo giờ của thiên thể giả tưởng gây ra sóng
cần tách.
-Khử độ cao các sóng khác: để tính độ cao của sóng nào, cần tìm cách loại trừ các
sóng khác ra khỏi độ cao triều tổng hợp.
10.2.1. Hiệu chỉnh độ cao theo thời gian.
Số liệu thuỷ triều quan trắc được là theo giờ mặt trời (MT), mỗi ngày quan trắc 24
giờ. Tuy nhiên sóng triều thành phần do thiên thể giả tưởng gây ra có thể có chu kỳ khác
24 giờ, nên khi tính toán độ cao của sóng triều thành phần, cần quy đổi độ cao triều theo
giờ mặt trời thành độ cao theo giờ của thiên thể giả tưởng.
Giả sử chu kỳ của thiên thể giả tưởng (một ngày thiên thể giả tưởng) là T giờ mặt
trời. Một ngày mặt trời là 24 giờ, do đó giờ thiên thể giả tưởng qui đổi như sau:
1 giờ thiên thể giả tưởng trung bình =
24
T giờ mặt trời trung bình
2 giờ thiên thể giả tưởng trung bình =
24
T2 giờ MT trung bình
3 giờ thiên thể giả tưởng trung bình =
24
T3 giờ MT trung bình
.....
10-6
Chương 10. Tính HSĐH từ số liệu quan trắc mực nước 30 ngày.
Như vậy khi tách sóng nào cần xác định được chu kỳ của sóng và ghi lại độ cao
thuỷ triều đã quan trắc được theo giờ qui đổi. Chú ý nếu giờ qui đổi ~ giờ mặt trời thì giữ
nguyên giá trị, còn nếu giờ qui đổi ở khoảng giữa 2 giờ mặt trời thì độ cao thuỷ triều ở
giờ qui đổi được lấy bằng trung bình độ cao thuỷ triều của 2 giờ mặt trời tương ứng.
VD:
Một ngày mặt trăng trung bình bằng 24,8412024 giờ mặt trời trung bình, nên:
1 giờ Mt trung bình = 24,8412024/24 = 1,0350501 giờ MT trung bình.
2 giờ Mt trung bình = 2 x 1,0350501 = 2,0701002 giờ MT trung bình.
.....
14 giờ Mt trung bình = 14 x 1,0305051 = 14,4907014 giờ MT trung bình.
15 giờ Mt trung bình = 15 x 1,0305051 = 15,525715 giờ MT trung bình.
Nếu làm tròn thì: 14 giờ Mt trung bình ≈ 14 giờ MT trung bình; 15 giờ Mt trung
bình ≈ 16 giờ MT trung bình.
Do đó:
- độ cao triều lúc 14 giờ Mt được lấy bằng trung bình độ cao triều lúc 14 và 15 giờ
MT trung bình (độ cao quan trắc được).
- độ cao lúc 15 giờ Mt lấy bằng độ cao triều lúc 16 giờ MT. Quá trình hiệu chỉnh
độ cao theo giờ cứ tiếp tục như vậy. Chú ý là sau mỗi lần lấy trung bình thì lại
phải hiệu chỉnh lùi giờ Mt thêm 1 giờ so với giờ MT.
Việc tính giờ để hiệu chỉnh được thực hiện riêng cho từng sóng và được đưa vào
các bảng lập sẵn.
10.2.2. Khử độ cao các sóng khác.
Với yêu cầu khử độ cao các sóng khác khỏi sóng cần tính, có thể lý luận như sau:
-Giả sử tách 1 sóng X nào đó có chu kỳ là TX, độ cao thuỷ triều của sóng X hồi t giờ
ngày đầu quan trắc là HX. Sau 1 chu kỳ thì độ cao triều do sóng X gây ra lại lặp lại giá trị
ban đầu. Như vậy độ cao triều do riêng sóng X gây ra, hồi t+TX, t+2TX, .., t+(n-1)Tx giờ
các ngày trong tháng đều là HX, với n là số nguyên, biểu thị số chu kỳ sóng.
-Các sóng khác sóng X sẽ có chu kỳ khác TX, và do đó độ cao triều hồi t giờ, t+TX,
t+2TX, ..., t+(n-1)TX do các sóng khác gây ra là khác nhau.
-Độ cao triều tổng hợp là tổng độ cao do sóng X và các sóng khác gây ra là:
Hồi t giờ ngày đầu quan trắc: Htổng hợp 0 = HX + Ht, sóng khác
Hồi t+TX giờ: Htổng hợp 1 = HX + Ht+Tx, sóng khác
....
Hồi t+(n-1)TX giờ: Htổng hợp n-1 = HX + Ht+(n-1)Tx, sóng khác
Trong đó Ht+i.Tx, sóng khác là tổng độ cao các sóng khác hồi t+i.Tx giờ (với i =0÷(n-1))
Lấy tổng độ cao triều tổng hợp trong (n-1) chu kỳ của sóng X, thu được:
∑−
=
1n
0i
H tổng hợp i= n.HX + (Ht, sóng khác + Ht+Tx, sóng khác + ...+ Ht+(n-1)Tx, sóng khác) (10.11)
10-7
Chương 10. Tính HSĐH từ số liệu quan trắc mực nước 30 ngày.
Do Ht+iTx, sóng khác là khác nhau, có lúc (+), có lúc (-) so với mặt nước trung bình nên
nếu chọn được một giá trị n thích hợp thì có thể làm cho các trị số (-) và (+) cân bằng
nhau và ∑−
=
1n
0i
H t+i.Tx, sóng khác = 0.
Khi đó công thức trên chuyển thành:
∑−
=
1n
0i
H tổng hợp i XH.n= (10.12)
Vế trái hoàn toàn xác định được từ số liệu quan trắc thực tế, nên:
→ ∑−
=
= 1n
0i
X H.n
1H i hîp tæng (10.13)
Vậy xác định được độ cao của riêng một sóng triều X (HX) từ độ cao triều tổng hợp.
Vấn đề ở đây là cần xác định được giá trị n thích hợp.
Thực tế khi phân tích HSĐH các sóng chính, vì các sóng này là sóng có chu kỳ ¼,
½ hoặc 1 ngày nên thay vì tìm số chu kỳ, có thể đưa về tìm số ngày thích hợp.
Có thể định nghĩa số ngày thích hợp của một sóng là số ngày mà nếu lấy tổng độ
cao thuỷ triều từng giờ trong số ngày đó thì sẽ triệt tiêu được độ cao thuỷ triều do các
sóng khác sóng đang xét gây ra.
Do số sóng triều rất nhiều, nên việc chọn được một số ngày thích hợp để khử được
hết độ cao của các sóng triều khác ra khỏi 1 sóng chính là rất khó. Do đó, thường chỉ tìm
cách để khử các sóng chính (các sóng có biên độ lớn) với nhau.
Xét 2 sóng triều thành phần, độ cao thuỷ triều do 2 sóng gây ra, tổng hợp theo công
thức cơ bản (10.5) là:
tqsin.Btqcos.Atqsin.Btqcos.Ay 22221111 +++= (10.14)
Trong đó:
q1 - vận tốc góc của sóng cần tính (cần tách);
q2 - vận tốc góc của sóng ảnh hưởng (cần loại trừ).
Biến đổi công thức (10.14):
( )[ ] ( )[ ]
( ) ( )[ ]
( ) ( )[ ] tqsin.tqqcos.Btqqsin.AB
tqcos.tqqsinBtqqcos.AA
tqqtqsin.Btqqtqcos.Atqsin.Btqcos.Ay
12122121
12122121
211221121111
−+−++
+−−−+=
−−+−−++=
(10.15)
Gọi m là số chu kỳ của sóng q1 trong 1 ngày (sóng NT m = 1, BNT m = 2, sóng ¼
ngày m = 4 ...); p là số giờ sóng của một ngày, khi đó:
p.15.mtq 01 = → p.m.q
15t
1
0
=
Thay vào các thành phần t)qqsin(;t)qqcos( 2121 −− ở công thức (10.15), thu được:
p giờ 1 ngày:
1
21
1
21 q
p.m.15)qqsin(;
q
p.m.15)qqcos( −−
10-8
Chương 10. Tính HSĐH từ số liệu quan trắc mực nước 30 ngày.
p giờ 2 ngày: ( ) ( ) ⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ +−⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ +−
11
0
21
11
0
21 q
mp15
q
360.qqsin;
q
mp15
q
360.qqcos
......
p giờ n ngày:
( ) ( ) ( ) ( ) ⎪⎭
⎪⎬⎫⎪⎩
⎪⎨⎧ ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ +−−⎪⎭
⎪⎬⎫⎪⎩
⎪⎨⎧ ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ +−−
11
0
21
11
0
21 q
mp15
q
360.1n.qqsin;
q
mp15
q
360.1n.qqcos
Tương tự với các thành phần trong dấu ngoặc của sin q1t.
Cộng tổng p giờ n ngày (từ ngày 1 đến ngày n), qua biến đổi thu được:
[ ] [ ] p15sin.CBSAnBp15cos.SBCAnA 02210221 +++−+
Với:
( ) ( ) ( )
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ −
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ −⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ −−+−
=
1
21
1
21
1
21
1
21
q
360.
2
qqsin
q
m.360qq
2
nsin
q
360qq
2
1n
q
p15qqcos
C
( ) ( ) ( )
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ −
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ −⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ −−+−
=
1
21
1
21
1
21
1
21
q
360.
2
qqsin
q
m.360qq
2
nsin
q
360qq
2
1n
q
p15qqsin
S
Nếu ( ) r.360
q
m.360.qq.n 0
1
0
21 =− với r là một số nguyên thì C = S = 0, khi đó công
thức trên chỉ còn là:
p15sin.B.np15cos.A.n 01
0
1 +
Như vậy chỉ còn sóng có vận tốc góc q1. Vậy số ngày thích hợp n tính bằng:
( ) r.qq.m
qn
21
1
−= (10.16)
Với n tính theo công thức trên thì loại trừ được sóng q2 ra khỏi sóng q1. Khi tính
toán, n sẽ được làm tròn thành số nguyên.
VD:
1. Với sóng ngày (nhật triều): m = 1
-Tính sóng K1, loại trừ O1:
r.67819,13
9430356,130410686,15
r.0410686,15n 00
0
=−=
Nếu tính với số liệu quan trắc nửa tháng thì lấy r =1, n =14 ngày.
Tính với số liệu quan trắc cả tháng thì lấy r = 2, n = 27 ngày.
-Ngược lại, tính sóng O1 loại trừ sóng K1:
10-9
Chương 10. Tính HSĐH từ số liệu quan trắc mực nước 30 ngày.
r.69319,12
0410686,159430356,13
r.9430356,13n 00
0
−=−=
Tính với số liệu quan trắc ½ tháng thì lấy r = -1, n = 13 ngày.
Tính với số liệu quan trắc cả tháng thì lấy r = -2, n = 25 ngày.
2. Sóng ¼ ngày: m = 4
-Tính sóng M4, loại trừ sóng MS4:
r.515,14
984,58986,57
r.986,57n −=−=
Tính với số liệu quan trắc ½ tháng thì lấy r = -1, n =15 ngày.
Tính với số liệu quan trắc cả tháng thì lấy r = -2, n = 29 ngày.
(Các ví dụ tính số ngày thích hợp khác cần xem thêm ở tài liệu Hướng dẫn tính toán
thuỷ triều của tác giả Nguyễn Ngọc Bích)
Tổng hợp cả hai nội dung trên, việc tách sóng sẽ gồm cả việc qui đổi độ cao theo
giờ và chọn số ngày thích hợp cho sóng cần tách.
10.2.3. Tách sóng bằng Bảng tách sóng.
Có nhiều phương pháp tách sóng, sau đây xét một phương pháp cổ điển nhưng đơn
giản, dễ hiểu, có tính cơ bản: phương pháp dùng Bảng tách sóng:
Bảng tách sóng được lập riêng cho từng sóng khác nhau. Bảng tách sóng gồm các ô
ghi độ cao mực nước từng giờ cho các ngày trong tháng, mẫu bảng tách sóng như ở bảng
10.1. Số ngày trong Bảng tách sóng được tính đến số ngày thích hợp n của sóng cần tách.
Tại một số ô đặc biệt có ký hiệu dấu “:”. Dấu “:” chỉ ra rằng tại giờ đó, một giờ thiên thể
giả tưởng nằm giữa hai giờ mặt trời liên tiếp, nên độ cao thuỷ triều tại ô đó bằng trung
bình của độ cao 2 ô liên tiếp trong bảng quan trắc thuỷ triều. Sau ô có dấu “:”, giờ trong
bảng thuỷ triều phải trừ lùi đi 1 giờ so với giờ trong bảng thuỷ triều. Vị trí của ô “:” được
tính riêng cho từng sóng.
Bảng 10.1. Mẫu Bảng tách sóng.
Kiểm tra Giờ
Ngày 0 1 2 ...... ...... 22 23 Ngày Giờ
1 : |
2
...... : |
...... :
n |
Σ n ngày
∑ nn
1
ngày
-Khi tách một sóng nào đó sử dụng bảng tách sóng, trình tự tiến hành như sau:
1. Tài liệu cần có: bảng quan trắc mực nước triều từng giờ trong 1 tháng (bảng
thuỷ triều) và bảng tách sóng của sóng đang xét (bảng trống, chưa có dữ liệu).
2. Chuyển số liệu từ bảng thuỷ triều vào bảng tách sóng: lần lượt ghi độ cao thuỷ
triều từng giờ vào ô giờ tương ứng ở bảng tách sóng.
10-10
Chương 10. Tính HSĐH từ số liệu quan trắc mực nước 30 ngày.
3. Khi gặp ô trong bảng tách sóng có dấu “:”: trị số độ cao ở ô có dấu “:” trong
bảng tách sóng bằng trung bình độ cao triều 2 giờ liên tiếp tương ứng ở bảng
thuỷ triều.
4. Sau ô có dấu “:” : phải ghi lùi 1 giờ (vì đã lấy 1 giờ vào tính trung bình ở ô “:”).
5. Tiếp tục lặp lại các bước 3 và 4 khi gặp các ô “:” khác, cần chú ý là sau mỗi ô
“:” lại tiếp tục lùi đi 1 giờ khi ghi số liệu ở bảng thuỷ triều sang bảng tách sóng.
Để tiện cho việc kiểm tra, chú ý các ô có dấu “|” trong bảng tách sóng ứng với ô 23
giờ ở bảng thuỷ triều. Nếu khi chuyển số liệu mà có số liệu ở ô 23 giờ bảng thuỷ triều
không vào đúng ô “|” trong bảng tách sóng thì đã có nhầm lẫn, cần kiểm tra lại.
Quá trình chuyển số liệu kết thúc khi ghi hết số liệu ở dòng ngày cuối cùng trong
bảng tác