Tài liệu điều tra thuỷ văn và môi trường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA THỦY VĂN - MÔI TRƯỜNG -------------Õ -----------PGS.TS LÊ VĂN NGHINH PGS.TS LÊ ĐÌNH THÀNH GIÁO TRÌNH ĐIỀU TRA THỦY VĂN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI 2002 1 MỤC LỤC Chương I. MỞ ĐẦU.............................................................................................................................. 5 I.1 Ý NGHĨA VÀ NHIỆM VỤ MÔN HỌC....................................................................................... 5 I.2 NỘI DUNG MÔN HỌC ............................................................................................................... 5 I.3 PHÂN LOẠI ĐỐI TƯỢNG ĐIỀU TRA ..................................................................................... 6 I.4 NGUYÊN TẮC VÀ CÁC BƯỚC ĐIỀU TRA ............................................................................. 7 I.4-1 Nguyên tắc điều tra thủy văn môi trường ............................................................................. 7 I.4-2 Các bước tiến hành điều tra. ................................................................................................. 8 I.5 CÔNG TÁC CHUẨN BỊ TRƯỚC KHI ĐIỀU TRA KHẢO SÁT THỰC ĐỊA......................... 9 1.5-1 Thu thập, nghiên cứu và xử lý các tài liệu đã có. ................................................................ 9 1.5-2 Lập kế hoạch khảo sát điều tra.......................................................................................... 10 1.5-3 Biên chế tổ chức................................................................................................................ 11 1.5-4 Chuẩn bị trang thiết bị, dụng cụ và các vật dụng.............................................................. 11 Câu hỏi chương 1: ............................................................................................................................ 12 Chương II. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU THỦY VĂN MÔI TRƯƠNG ........................................... 13 2.1 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRA ĐỊA HÌNH ĐỊA MẠO .............................................................. 13 2.1-1 Xác định khoảng cách....................................................................................................... 13 2.2 PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU TRONG SÔNG HỒ....................................................................... 19 2.2-1 Dụng cụ và máy do sâu..................................................................................................... 19 2.2-3 Chỉnh lý số liệu đo sâu...................................................................................................... 23 2.3 LẬP TRẠM QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ MÔI TRƯỜNG.......................... 24 2.3-1 Đặt lưới trạm quan trắc khí tượng thủy văn - môi trường................................................. 24 2.3-2. Quan trắc các yếu tố khí tượng. ...................................................................................... 24 2.3-3. Quan trắc mực nước.......................................................................................................... 25 2.3-4. Quan trắc độ dốc mặt nước. .............................................................................................. 25 2.3-5. Xác định lưu lượng và thiết lập quan hệ mực nước lưu lượng. ........................................ 25 2.3-6. Nghiên cứu dòng chảy bùn cát và biến hình lòng sông. ................................................... 26 2.3-7. Quan trắc các yếu tố môi trường....................................................................................... 26 2.4 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRA DÒ HỎI TRONG NHÂN DÂN............................................... 26 2.5 PHƯƠNG PHÁP HIỆU CHỈNH BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH VÀ GHI NHẬT KÝ THỰC ĐỊA...... 27 2.5-1. Hiệu chỉnh bản đồ địa hình. ............................................................................................. 27 2.5-2. Ghi nhật ký thực địa......................................................................................................... 27 2.6 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRA ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG............................... 28 2-6.1 Các tài liệu nghiên cứu thu thập. ...................................................................................... 28 2-6.2 Các thông tin cần khảo sát, nghiên cứu lấy mẫu môi trường ngoài thực địa. .................. 28 2-6.3 Phương pháp điều tra khảo sát môi trường. ...................................................................... 29 2.7 PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG............................... 36 2.7-1 Phương pháp lấy mẫu nước. ............................................................................................. 36 2.7-2 Phương pháp lấy mẫu đất.................................................................................................. 37 2.8 ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ TTĐL TRONG ĐIỀU TRA TV VÀ MT. .............................. 37 2.8-1 Khái niệm chung................................................................................................................ 37 2.8-2 Ứng dụng Viễn thám và hệ thông tin địa lý trong điều tra tài nguyên thiên nhiên và môi trường. ......................................................................................................................................... 38 2.9 KỸ THUẬT AN TOÀN TRONG ĐIỀU TRA THỰC ĐỊA. ..................................................... 39 Câu hỏi chương 2: ............................................................................................................................ 41 Chương III. ĐIỀU TRA TV PHỤC VỤ QH SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC MỘT KHU VỰC, LVS... 42 3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ........................................................................................................................... 42 3.2. ĐIỀU TRA KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN .................................................... 42 3.2-1 Vị trí địa lý địa hình........................................................................................................... 42 3.2-2 Mạng lưới sông ngòi kênh rạch ......................................................................................... 43 3.2-3 Điều tra địa chất thổ nhưỡng............................................................................................. 43 3.2-4 Điều tra thảm phủ thực vật................................................................................................ 43 3.2-5 Điều tra sự ảnh hưởng của điều kiện địa lý tự nhiên tới chế độ dòng chảy ...................... 44 3.2-6 Điều tra khảo sát thung lũng sông và vùng phụ cận. ........................................................ 44 2 3.2-7 Điều tra lòng sông............................................................................................................. 46 3.2-8 Điều tra hoạt động kinh tế của con người......................................................................... 48 1. Các hoạt động nông - lâm nghiệp.................................................................................................... 48 2. Các hoạt động thuỷ lợi ..................................................................................................................... 48 3.2-9 Tình hình nghiên cứu đo đạc khí tượng thuỷ văn lưu vực................................................ 49 3.3 ĐIỀU TRA KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU, KHÍ TƯỢNG ............................................ 49 3.3-1 Yếu tố mưa........................................................................................................................ 50 3.3-2 Yếu bốc hơi....................................................................................................................... 50 3.3-3 Các yếu tố khí tượng khác. ............................................................................................... 50 3.4 ĐIỀU TRA KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN THỦY VĂN.................................................................. 51 3.4-1 Chế độ mực nước ............................................................................................................... 51 3.4-2 Chế độ dòng chảy năm....................................................................................................... 51 3.4-3 Dòng chảy nhỏ nhất .......................................................................................................... 51 3.4-4 Khảo sát chế độ bùn cát. ................................................................................................... 52 3.5 ĐIỀU TRA KHẢO SÁT CHẾ ĐỘ LŨ, TÌNH HÌNH ÚNG NGẬP .......................................... 52 3.5-1 Khảo sát chế độ lũ.............................................................................................................. 52 3.5-2 Điều tra lũ lịch sử.............................................................................................................. 53 3.5-3 Điều tra tình hình úng ngập. .............................................................................................. 57 3.5-4 Điều tra lũ quét. ................................................................................................................ 58 3.6 ĐIỀU TRA ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MT CỦA LŨ, LŨ QUÉT VÀ ÚNG NGẬP................. 59 3.6-1. Điều tra các vị trí xói lở nghiêm trọng............................................................................. 59 3.6-2 Điều tra diễn biến vùng cửa sông. ................................................................................... 60 3.6-3. Điều tra thiệt hại các công trình thủy lợi. ........................................................................ 60 3.6-4 Điều tra đánh giá môi trường............................................................................................ 61 3.7 TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG NƯỚC LŨ ĐIỀU TRA ............................................................... 61 3.7-1 Xác định lưu lượng đỉnh lũ theo quan hệ (H ~ Q) ........................................................... 61 3.7-2 Tính lưu lượng đỉnh lũ theo phương pháp độ dốc ............................................................ 62 3.7-3 Tính lưu lượng đỉnh lũ điều tra theo phương pháp đường cong mặt nước. ...................... 64 3.7-4 Lợi dụng địa hình đặc biệt hay công trình ........................................................................ 66 3.8 ĐIỀU TRA NƯỚC NGẦM........................................................................................................ 68 1. Tìm kiếm ................................................................................................................................. 68 2. Điều tra sơ bộ .......................................................................................................................... 68 3. Điều tra tỷ mỉ .......................................................................................................................... 69 4. Đo vẽ địa chất thuỷ văn........................................................................................................... 69 3.9 ĐIỀU TRA ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC .................................................................... 70 1. Thông số vật lý........................................................................................................................ 70 2. Thông số hoá học. ................................................................................................................... 70 3. Thông số sinh học. .................................................................................................................. 71 3.10 ĐIỀU TRA PHỤC VỤ QH MÔI TRƯỜNG VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG LƯU VỰC. ... 71 3.10-1 Các thông tin về điều kiện tự nhiên và tài nguyên lưu vực............................................. 71 3.10-2. Các thông tin về kinh tế xã hội ....................................................................................... 72 3.10-3 Các thông tin về môi trường. .......................................................................................... 72 3.11 ĐÁNH GIÁ NGUỒN NƯỚC VÀ KIẾN NGHỊ SỬ DỤNG .................................................. 73 3.11-1 Đánh giá mức độ tin cậy của số liệu điều tra. ................................................................. 73 3.11-2 Đánh giá trữ lượng các nguồn nước (nước mặt và nước ngầm) của toàn bộ khu vực. ... 73 3.11-3 Đánh giá chất lượng nguồn nước.................................................................................... 73 Câu hỏi chương 3: ............................................................................................................................ 73 Chương IV. ĐIỀU TRA TV - MT PHỤC VỤ ĐÁNH GIÁ VÀ XÃY DỰNG HỒ CHỨA ................ 75 4.1 ĐẶT VẤN ĐỀ............................................................................................................................ 75 4.2 ĐIỀU TRA ĐÁNH GIÁ KHO NƯỚC ĐÃ XÂY DỰNG.......................................................... 75 4.2-1 Điều tra thực trạng các kho nước..................................................................................... 75 4.2-2 Điều tra đánh giá cân bằng nước ..................................................................................... 76 4.2-3 Điều tra đánh giá tác động môi trường của kho nước...................................................... 78 4.2-4 Kiến nghị sử dụng các kho nước đã xây dựng................................................................. 79 4.3 ĐIỀU TRA PHỤC VỤ LẬP DỰ ÁN THIẾT KẾ KHO NƯỚC................................................ 79 3 4.3-1 Khảo sát chế độ thuỷ văn khí tượng ................................................................................ 79 4.3-2 Điều tra khảo sát chọn vị trí kho nước............................................................................. 80 4.3-3 Điều tra khảo sát địa chất khu lòng hồ............................................................................. 81 4.3-4 Điều tra khảo sát địa hình lòng hồ. .................................................................................. 81 4.3-5 Điều tra khảo sát vị trí đường tràn lũ. .............................................................................. 83 4.3-6 Điều tra khảo sát mạng lưới sông ngòi đổ vào kho nước. ............................................... 83 4.4 ĐIỀU TRA KHẢO SÁT THỰC ĐỊA TỔNG HỢP ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MT. ................. 84 4.4-1 Thu thập nghiên cứu tổng quan của dự án. ....................................................................... 84 4.4-2 Điều tra về tài nguyên môi trường khu vực dự án. ........................................................... 84 4.5 ĐIỀU TRA TV MT PHỤC VỤ KHAI THÁC KHO NƯỚC SAU KHI XÂY DỰNG. ............ 86 Câu hỏi chương 4: ............................................................................................................................ 86 Chương V. ĐIỀU TRA THỦY VĂN VÙNG SÔNG ẢNH HƯỞNG THỦY TRIỀU........................ 88 5.1 ĐIỀU TRA GIỚI HẠN KHU VỰC ẢNH HƯỞNG THỦY TRIỀU. ........................................ 88 5.2 ĐIỀU TRA CHẾ ĐỘ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN.................................................................... 89 5.2-1 Chế độ khí tượng. ............................................................................................................. 89 5.2-2 Chế độ thủy văn. ............................................................................................................... 89 5.3 ĐIỀU TRA TC HOÁ HỌC CỦA NƯỚC VÀ SỰ THÂM NHẬP MẶN THEO DỌC SÔNG.. 91 5.3-1 Tính chất hoá học............................................................................................................... 91 5.3-2 Sự thâm nhập nước mặn. .................................................................................................. 92 5.4 ĐIỀU TRA KHU GIÁP NƯỚC. ............................................................................................... 92 Câu hỏi và thảo luận:........................................................................................................................ 93 Chương VI. ĐIỀU TRA TV MÔI TRƯỜNG PHỤC VỤ CÁC NGÀNH KINH TẾ KHÁC ............... 95 6.1 ĐIỀU TRA TV PHỤC VỤ XD CÁC CÔNG TRÌNH TƯỚI TIÊU VÀ CẤP NƯỚC.............. 95 6.1-1 Điều tra thủy văn môi trường phục vụ tưới tiêu nông nghiệp............................................ 95 6.1-2 Điều tra thủy văn môi trường phục vụ cấp nước. ............................................................. 96 6.2 ĐIỀU TRA THỦY VĂN MÔI TRƯỜNG PHỤC VỤ GIAO THÔNG ĐƯỜNG THỦY. ........ 97 6.3 ĐIỀU TRA THỦY VĂN MÔI TRƯỜNG PHỤC VỤ GIAO THÔNG SẮT BỘ...................... 97 Câu hỏi và thảo luận:........................................................................................................................ 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................................... 100 PHỤ LỤC............................................................................................................................................ 102 4 Chương I. MỞ ĐẦU I.1 Ý NGHĨA VÀ NHIỆM VỤ MÔN HỌC. Ngày nay ở nước ra cũng như nhiều nước trên thế giới, sự phát triển nhanh chóng về thủy lợi và các ngành kinh tế quốc dân khác đòi hỏi phải quy hoạch sử dụng nguồn nước một cách hợp lý và có hiệu quả trong sự phát triển bền vững. Để đạt được mục đích đó cần phải có số liệu về nguồn nước và các yếu tố chi phối nguồn nước, song thực tế không phải ở đâu cũng có đầy đủ các số liệu. Để có số liệu cho quy hoạch, sử dụng và bảo vệ nguồn nước ta cần phải tiến hành điều tra thủy văn môi trường. Với những số liệu điều tra thu thập được các nhà hoạch định kinh tế, các cơ quan quy hoạch, thiết kế và xây dựng các công trình sử dụng nguồn nước sẽ giải quyết một cách hợp lý và có hiệu quả nhất những vấn đề chủ yếu đã đề ra. Như vậy thực hiện công tác điều tra thủy văn môi trường thúc đẩy việc giải quyết nhanh chóng và có hiệu quả nhiều nhiệm vụ phát triển kinh tế quốc dân có quan hệ mật thiết với việc sử dụng và bảo vệ nguồn nước thiên nhiên hoặc nghiên cứu các biện pháp có hiệu quả để đối phó và hạn chế tới mức thấp nhất tác hại của thiên tai như lũ lụt, hạn hán... Xuất phát từ ý nghĩa nêu trên nhiệm vụ của môn học là nghiên cứu các phương pháp tiến hành điều tra thủy văn môi trường, nắm được nội dung và các bước tiến hành điều tra khảo sát, thu thập, đánh giá và tính toán số liệu thủy văn môi trường cho từng đối tượng nghiên cứu vào từng bài toán cụ thể. I.2 NỘI DUNG MÔN HỌC Mục đích của điều tra thủy văn môi trường là thu thập được số liệu của đối tượng nghiên cứu nhằm phục vụ cho thủy điện, tưới tiêu, giao thông thủy bộ, cấp nước sinh hoạt và công nghiệp, cho bài toán sử dụng tổng hợp nguồn nước, bảo vệ nguồn nước và phòng chống thiên tai. Để sử dụng tổng hợp nguồn nước và xây dựng các công trình thủy lợi một cách hợp lý và có hiệu quả cao cần nghiên cứu hiện trạng khu vực và đối tượng nghiên cứu về chế độ thủy văn, khí tượng, địa chất thủy văn, về môi trường và các yếu tố ảnh hưởng đến chúng, dự đoán được khả năng biến đổi của chúng trong tương lai. Trong thực tế giải quyết vấn đề khả năng sử dụng nguồn nước vào các mục đích kinh tế khác nhau, cần phải có tài liệu mô tả quy luật biến đổi khí tượng thủy văn, về địa chất và địa chất thủy văn, thổ nhưỡng, địa hình địa mạo, thảm phủ thực vật, về hiện trạng môi trường tự nhiên, môi trường đất, nước,.... Các tài liệu này có thể thu thập được ở các cơ quan có liên quan và có thể tiến hành điều tra khảo sát thực địa để thu thập. Nội dung điều tra thủy văn môi trường gồm các vấn đề sau: 1. Điều tra khảo sát đặc điểm địa lý tự nhiên của khu vực, lưu vực nghiên cứu bao gồm: địa hình địa mạo, địa chất thổ nhưỡng, thảm phủ thực vật, địa lý thủy văn. 5 Phân tích đánh giá ảnh hưởng của các điều kiện địa lý tự nhiên và hoạt động kinh tế của con ngươì tới chế độ khí tượng thủy văn. 2. Điều tra đặc điểm khí tượng thủy văn, bao gồm: Chế độ mực nước và lưu lượng trong sông, chế độ lũ và tình hình úng ngập, chế độ dòng chảy kiệt và tình hình khô hạn, chế độ bùn cát và bồi lắng, chế độ phân phối dòng chảy trong năm, về chất lượng các nguồn nước, chế độ mưa, gió, bốc hơi, chế độ nhiệt, chế độ ẩm và các hình thái thời tiết bất lợi như: giông, bão, mưa đá, sương muối v.v... 3. Điều tra các nguồn nước của khu vực, ảnh hưởng của các công trình thủy lợi đã xây dựng hoặc sẽ xây dựng tới chế độ khí tượng thủy văn của khu vực. Điều tra các nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước các biện pháp phòng chống nhiễm bẩn các nguồn nước. 4. Điều tra về hiện trạng môi trường tự nhiên, đất, nước, không khí, về hiện trạng kinh tế xã hội. 5. Đề xuất các kiến nghị sử dụng nguồn nước hợp lý trên cơ sở phân tích quy luật biến đổi của khí tượng thủy văn dựa vào số liệu đã điều tra được và trên cơ sở phát triển kinh tế xã hội của khu vực hay lưu vực nghiên cứu. I.3 PHÂN LOẠI ĐỐI TƯỢNG ĐIỀU TRA Việc điều tra thủy văn môi trường sông suối, kho nước, hồ ao đầm lầy hay điều tra thủy văn môi trường tổng hợp cho một khu vực được tiến hành với các mục đích khác nhau như: để mô tả điều kiện địa lý thủy văn, quy luật biến đổi các đặc trưng thủy văn, để nghiên cứu cảnh quan địa lý sông ngòi, hồ ao đầm lầy, để quy hoạch sử dụng nguồn nước một cách hợp lý và có hiệu quả. Thường phân biệt điều tra thủy văn môi trường phục vụ cho sử dụng tổng hợp nguồn nước hay sử dụng cho từng ngành kinh tế riêng biệt. Để phân biệt các mục đích khác nhau có thể phân ra các loại điều tra sau: 1. Điều tra thủy văn môi trường phục vụ xây dựng các hồ chứa; 2. Điều tra thủy văn môi trường phục vụ tưới tiêu nông nghiêp; 3. Điều tra thủy văn môi trường phục vụ giao thông thủy bộ; 4. Điều tra thủy văn môi trường phục vụ xây dựng các tuyến đường dây tải điện, điện thoại, đặt đường ống, xây dựng cầu cống phục vụ giao thông đường sắt và đường bộ; 5. Điều tra thủy văn môi trường phục vụ nuôi trồng thủy sản; 6. Điều tra thủy văn môi trường phục vụ phòng chống sạt lở; 7. Điều tra thủy văn môi trường phục vụ cấp nước sinh hoạt và công nghiệp; 8. Điều tra thủy văn môi trường phục vụ du lịch và dịch vụ như: các khu nghỉ mát, tham quan du lịch và các công trình thể thao. Thông thường điều tra thủy văn môi trường phục vụ xây dựng thủy điện thường kết hợp với các mục đích khác như: tưới cho nông nghiệp, phòng chống lũ lụt cho vùng hạ du, giao thông đường thủy, nuôi trồng thủy sản và du lịch dịch vụ. Nếu phân chia theo đối tượng thủy văn cần điều tra có thể phân chia: 1. Điều tra thủy văn môi trường một khu vực; 6 2. Điều tra thủy văn môi trường một lưu vực sông; 3. Điều tra thủy văn môi trường các hồ chứa; 4. Điều tra thủy văn môi trường vùng sông ảnh hưởng thủy triều. Theo giai đoạn công tác các công trình có thể chia ra: 1. Điều tra thủy văn môi trường giai đoạn nghiên cứu tiền khả thi; 2. Điều tra thủy văn môi trường giai đoạn nghiên cứu khả thi; 3. Điều tra thủy văn môi trường giai đoạn thi công; 4. Điều tra thủy văn môi trường phục vụ giai đoạn quản lý và sử dụng công trình. I.4 NGUYÊN TẮC VÀ CÁC BƯỚC ĐIỀU TRA I.4-1 Nguyên tắc điều tra thủy văn môi trường Trong công tác điều tra thủy văn môi trường cần đảm bảo các nguyên tắc sau: 1- Lập đề cương điều tra. Việc lập đề cương điều tra càng cụ thể chi tiết càng giúp cho việc hoàn thành nhiệm vụ tốt. Nội dung điều tra thủy văn môi trường rất đa dạng và nhiều vấn đề, mỗi đối tượng điều tra nhằm phục vụ cho một nhiệm vụ nhất định và tài liệu điều tra phải nhằm phục vụ được cho nhiệm vụ đó. Trong công tác điều tra phải xác định được nội dung nào là chính, nội dung nào là thứ yếu. Tuy nhiên việc sử dụng nguồn nước ngày càng tăng và đa dạng do vậy lúc điều tra cần phải chú ý đến yêu cầu của các ngành khác nhau một cách hợp lý, làm thế nào để giúp cho việc lợi dụng tổng hợp nguồn nước được nhanh chóng và có hiệu quả nhất. Mặt khác công tác điều tra bao giờ cũng đi trước công tác quy hoạch thiết kế nên phải dự kiến được tất cả các điêù kiện và tài liệu khi cần thiết. 2. Tài liệu điều tra phải đảm bảo độ chính xác. Tài liệu điều tra thu thập được sẽ làm cơ sở cho việc quy hoạch, thiết kế sử dụng nguồn nước do đó tài liệu phải đảm bảo độ chính xác, phải đánh giá được mức độ tin cậy của số liệu. Bản thân tài liệu phải phản ánh đúng quy luật thay đổi của các đặc trưng khí tượng thủy văn điêù tra, đồng thời phản ánh đúng mối quan hệ của chúng với các nhân tố khác. Mức độ chính xác của tài liệu tuỳ theo yêu cầu sử dụng các tài liệu đó. Các tài liệu sau khi điều tra khảo sát cần phải phân tích tính chất hợp lý một cách đầy đủ và tỷ mỉ trong báo cáo điều tra để các cơ quan sử dụng tài liệu chính xác, tránh sai sót. 3. Đảm bảo nhanh, đầy đủ và kịp thời. Tài liệu điều tra phải đảm bảo độ chính xác đồng thời cũng phải nhanh chóng, đầy đủ, kịp thời để phục vụ cho quy hoạch và thiết kế sử dụng nguồn nước. Thường việc điều tra thực địa rất tốn kém nên trong quá trình điều tra phải hết sức tiết kiệm chi phí, cố gắng giảm nhẹ chi phí về thiết bị và các phí tổn khác. 4. Không ngừng nâng cao kỹ thuật và kinh nghiệm điều tra. Nói chung yêu cầu về tài liệu thủy văn khí tượng của các ngành kinh tế quốc dân ngày càng bức xúc và đa dạng. Để đáp ứng kịp thời các yêu cầu đó phải ra sức không ngừng nâng cao và cải tiến kỹ thuật điều tra, cần đúc rút kinh nghiệm sau mỗi 7 lần đi thực địa. Trước hết cần cải tiến phương pháp , bỏ bớt các bước thừa không cần thiết, cố gắng vận dụng những thành tựu mới nhất của khoa học kỹ thuật vào công tác điều tra khảo sát. Ví dụ như ứng dụng trắc lượng hàng không vũ trũ và viễn thám vào khảo sát địa hình địa mạo, vào sự biến đổi dòng sông, tình hình lũ lụt, úng ngập, các trận lũ lịch sử cực lớn, như ứng dụng siêu âm trong đo sâu... Để nâng cao kỹ thuật điều tra sau mỗi đợt cần tiến hành đề xuất, hội thảo các phương pháp mới được ứng dụng. 5. Dựa vào nhân dân địa phương. Cần phải nắm vững nguyên tắc dựa vào nhân dân địa phương trong quá trình điều tra khảo sát thủy văn môi trường vì nhân dân địa phương là người trực tiếp nắm được tình hình diễn biến thủy văn khí tượng tại địa phương mình một cách đầy đủ và tỷ mỉ. Cần phải biết dựa vào họ để triển khai công việc điều tra thu thập tài liệu được nhanh chóng, đầy đủ, chính xác và có cơ sở thực tế. Khi điều tra dò hỏi trong nhân dân cần phải thu thập từ nhiều nguồn tin, phải cân nhắc, so sánh và phân tích tính chất hợp lý của số liệu điều tra. Ngoài các vấn đề trên chúng ta cần dựa vào nhân dân để họ tạo mọi điều kiện cho chúng ta hoàn thành nhiệm vụ. I.4-2 Các bước tiến hành điều tra. Tất cả các công việc nhiên cứu điều tra thủy văn môi trường được tiến hành tuần tự theo ba bước sau: 1/ công việc chuẩn bị, 2/ công tác điều tra khảo sát trên thực địa và 3/ công tác nội nghiệp, tính toán, phân tích và viết báo cáo. 1. Công tác chuẩn bị Bao gồm công tác tổ chức và công tác nội nghiệp trước khi đi khảo sát điều tra trên thực địa. Trong công tác tổ chức cần xác định được khối lượng công tác để thành lập các đoàn, đội hoặc nhóm, lập kế hoạch và lịch trình điều tra, mức độ hoàn thành từng phần công việc, chuẩn bị trang thiết bị, máy móc, vật dụng cần thiết cho công việc điều tra và sinh hoạt. Công tác nội nghiệp trước khi đi khảo sát điều tra thực địa là tập hợp một cách có hệ thống các tài liệu đã nghiên cứu, điều tra và phân tích trước đâyđể phục vụ cho nhiệm vụ điều tra. 2. Công tác khảo sát điều tra thực địa. Nhằm hoàn thành tốt kế hoạch đề ra trong bước chuẩn bị ở trên thực địa. Trong bước này cần chỉnh lý số liệu quan trắc đo đạc nhằm mục đích phát hiện những sai sót có thể xẩy ra trong quan trắc đo đạc để có thể tiến hành quan trắc đo đạc lại ngay. Trong giai đoạn này có thể tiến hành các thí nghiệm, phân tích như phân tích các thành phần hoá học, lượng phù sa của nước để đánh giá sơ bộ chất lượng nước. Có thể tiến hành xác định tính chất cơ lý và cường độ thấm của các loại đất.... 3.Công tác nội nghiệp. Công tác này nhằm tập hợp tính toán, phân tích và viết báo cáo, là giai đoạn hoàn chỉnh kết quả nghiên cứu điều tra thủy văn môi trường. 8 I.5 CÔNG TÁC CHUẨN BỊ TRƯỚC KHI ĐIỀU TRA KHẢO SÁT THỰC ĐỊA Công tác chuẩn bị bao giờ cũng đóng một vai trò rất quan trọng, nếu công tác chuẩn bị tốt thì công việc điều tra sẽ tiến hành tốt, hoàn thành đúng thời gian và có chất lượng cao, tránh được những sai sót có thể xẩy ra trong quá trình điều tra khảo sát thu thập tài liệu. Công tác chuẩn bị bao gồm các công việc sau: 1.5-1 Thu thập, nghiên cứu và xử lý các tài liệu đã có. Trước khi đi thực địa cần sưu tập một cách có hệ thống các báo cáo, các tài liệu nghiên cứu, ghi chép có liên quan đến đối tượng điều tra và các vấn đề đặt ra trong đề cương đã có sẵn từ trước được lưu giữ trong các cơ quan. Cần thu thập các tài liệu đã có về trắc đạc, khí tượng thủy văn, địa chất thổ nhưỡng, địa chất thủy văn, thảm phủ thực vật và những tài liệu khác sẽ giúp ta lập được chương trình kế họach điều tra đúng đắn, cụ thể, đồng thời nó sẽ làm cơ sở cho việc phân tích đánh giá kết quả điều tra đo đạc trên thực địa và trong khi viết báo cáo tổng kết. Việc nghiên cứu thu thập những tài liệu trên còn có thể giúp ta đánh giá, giải thích hợp lý các hiện tượng đặc biệt quan trắc được trong quá trình điều tra khảo sát thực địa. Trong quá trình nghiên cứu thu thập các tài liệu đã có chúng ta sẽ nắm được những vấn đề trước kia đã điều tra khảo sát, mức độ tiến hành các vấn đề đó đến đâu, còn những vấn đề gì chưa giải quyết được, lý do tại sao?. Từ việc nghiên cứu này chúng ta có thể cắt bỏ bớt trong phần lập kế hoạch điều tra và đồng thời xác định những phương hướng khảo sát, nắm được những vấn đề nào là trọng tâm cần chú ý, vị trí nào trên thực địa là quan trọng cần tập trung khảo sát điều tra thu thập số liệu và nên khảo sát như thế nào để kết thúc nhanh chóng và có hiệu quả. Để có khái niệm rõ ràng về mức độ nghiên cứu các vấn đề khí tượng thủy văn, về đặc điểm địa lý tự nhiên và mức độ khai thác nguồn nước của các khu vực trong giai đoạn công tác này, theo các tài liệu đã có cần lập được các biểu bảng, các sơ đồ, hình vẽ, các phần mô tả chi tiết các vấn đề sau: 1. Về địa hình. Cần thu thập được bản đồ địa hình, hành chính, giao thông, các bình đồ khu vực với các tỷ lệ khác nhau và các phần mô tả phân tích địa hình. 2. Về địa lý thủy văn. Bản đồ hệ thống sông ngòi, kênh rạch của khu vực. Mạng lưới đo đạc khí tượng thủy văn. Lập được bảng thời gian quan trắc các yếu tố khí tượng thủy văn của từng trạm, các tập atlat về địa lý thủy văn đã có. 3. Tài liệu về địa chất thổ nhưỡng. Gồm các bản đồ và các báo cáo mô tả địa chất thổ nhưỡng kèm theo của khu vực. 4. Thảm phủ thực vật. Gồm bản đồ phân bố rừng, loại rừng, độ tuổi, các vùng canh tác nông nghiệp, các loại cây trồng ngắn ngày, dài ngày. 9 5. Các số liệu về đặc trưng khí tượng thủy văn. Cần thu thập các tài liệu đã đo đạc chỉnh biên, tính toán từ trước của các trạm thủy văn khí tượng ở trong khu vực điều tra bao gồm: số liệu về nắng, gió, nhiệt độ, độ ẩm, bốc hơi, mưa, các hiện tượng thời tiết đặc biệt như: sương muối, mưa đá, lốc. Các đặc trưng dòng chảy như: dòng chảy năm, dòng chảy lũ, dòng chảy nhỏ nhất và dòng chảy bùn cát. 6. Các hệ thống mốc cao độ trên khu vực. Những tài liệu về vị trí và cao độ của các mốc hiện có ở khu vực điều tra. Chọn tài liệu của các mốc gần khu vực điều tra, mốc có vật chuẩn dễ phát hiện ngoài thực địa, tốt nhất là tìm được các mốc có hệ thống cao độ Quốc gia. Nếu mốc có hệ thống cao độ khác thì phải tìm hiểu chênh lệch với mốc cao độ Quốc gia là bao nhiêu để sau này hiệu chỉnh về một hệ thống cao độ thống nhất. 7. Các tài liệu về dân sinh, hoạt động kinh tế: Cần thu thập về tình hình dân sinh kinh tế, văn hoá, giao thông, thông tin liên lạc, y tế cộng đồng trên khu vực. Cần thu thập về hoạt động kinh tế, khai thác nguồn nước của khu vực điều tra, thu thập các bản đồ về hệ thống các hồ chứa nước, các trạm bơm tưới tiêu, hệ thống cầu cống mương máng. Các tài liệu trên có thể thu thập ở các kho lưu trữ hồ sơ trung ương, địa phương, các cơ quan hữu quan như: các sở, phòng thủy lợi, các công ty, các trạm khí tượng thủy văn, hay trong các hồ sơ lưu trử ở uỷ ban nhân dân các cấp, các cơ quan quân sự. Việc thu thập cần có kế hoạch chi tiết, dựa vào yêu cầu của công tác điều tra. 1.5-2 Lập kế hoạch khảo sát điều tra. Căn cứ vào các số liệu đã thu thập được, tiến hành lập chương trình kế hoạch cụ thể. Nội dung của kế hoạch gồm các phần: 1. Những vấn đề cần khảo sát điều tra thực địa Nêu rõ tuần tự từng vấn đề cần điều tra khảo sát, mức độ khảo sát (sơ bộ hay tỷ mỉ) yêu cầu về phạm vi và thời gian khảo sát từng vấn đề. 2. Tiến độ khảo sát. Vạch ra nội dung công tác trong thời gian nhất định, trình tự và thời gian khảo sát từng vấn đề đã nêu. Kế hoạch, tiến độ thời gian lập theo chương trình nghiên cứu và theo định mức đã quy định chung. Trong bước này cần lưu ý thêm về đặc điểm địa lý địa hình, kinh nghiệm khảo sát ở đội điều tra, về những trường hợp bất trắc có thể xẩy ra do thời tiết, do phương tiện vận chuyển đi lại. 3. Tuyến khảo sát. Tuyến khảo sát vạch ra phải hợp lý và tối ưu nhất. Cần nắm vững tuyến khảo sát sẽ đi qua những địa phương nào, vị trí nào cần lưu ý khảo sát tỷ mỉ, chỗ nào cần cả đoàn tập trung khảo sát dứt điểm, chỗ nào chỉ cần một bộ phận nhỏ. Cần có kế hoạch bố trí khảo sát để phối hợp giữa các tuyến, các nhóm được nhịp nhàng ăn khớp. 4. Kỹ thuật khảo sát. Để đảm bảo tính chính xác và thống nhất số liệu cần phải thống nhất kỹ thuật khảo sát. Nếu có quy phạm đã ban hành thì cần đưa vào vận dụng. Nếu chưa có cần 10 thảo luận thống nhất ý kiến giữa các bộ phận trước khi tiến hành đo đạc khảo sát thực địa. Việc lập kế hoạch khảo sát phải do cán bộ phụ trách và một số cán bộ có kinh nghiệm thảo luận bàn bạc chung để vạch ra. Cần lưu ý ý kiến các công nhân lành nghề và các cán bộ địa phương khu vực tiến hành điều tra khảo sát. 1.5-3 Biên chế tổ chức. Việc điều tra thủy văn môi trường do Thủ trưởng cơ quan ra quyết định thành lập và giao nhiệm vụ. Việc phân chia thành các đội, tổ, nhóm và số thành viên do nội dung công việc quyết định. Đội trưởng các đội khảo sát thường là kỹ sư, người trực tiếp tham gia vạch kế hoạch và lựu chọn cán bộ, công nhân của đội. Người phụ trách các đội phải nắm vững các quy phạm điều tra, thông thạo công việc ngoài thực địa, công việc chỉnh lý, tính toán số liệu điều tra và biết tổng hợp báo cáo. Trong thành phần của đội gồm có các nhân viên kỹ thuật và công nhân. Nếu khu vực khảo sát điều tra lớn thì có thể thành lập đoàn gồm nhiều đội hợp lại, đứng đầu là trưởng đoàn và các nhân viên giúp việc. Phụ thuộc vào thành phần và khối lượng công việc của đội mà có thể chia ra thành nhiều nhóm nhỏ để hoàn thành các công việc riêng. Ví dụ như nhóm trắc đạc, nhóm đo lưu lượng, nhóm xác định độ dốc mặt nước,... Phụ trách các nhóm trưởng là các nhân viên kỹ thuật. Khi thành lập nhóm không những lưu ý các nhân viên kỹ thuật mà cần lưu ý các công nhân có kinh nghiệm, làm thế nào để trong những trường hợp cần thiết có thể thay thế nhóm trưởng. Số lượng người trong các đội khảo sát thực địa tuỳ theo kế hoạch, khối lượng và lịch trình công tác để phân bố. Nếu đội khảo sát có trên 5-6 người thì cần có một người cấp dưỡng phụ trách ăn uống sinh hoạt của đội. Trong các đội điều tra có thể tuyển dụng thêm những người dân địa phương để làm người dẫn đường hoặc làm các công việc sự vụ không mang tính chất kỹ thuật. Trong trường hợp cần thiết có thể tổ chức tập huấn kỹ thuật ngắn ngày cho công nhân. Việc huấn luyện phải tổ chức sao cho anh em dễ hiểu, tiếp thu nhanh chóng, thành thạo và đạt hiệu quả cao. 1.5-4 Chuẩn bị trang thiết bị, dụng cụ và các vật dụng. Để hoàn thành khối lượng công tác đã vạch ra cần chuẩn bị trang thiết bị, máy móc và mọi vật dụng chu đáo, đầy đủ. Đối chiếu với nhiệm vụ điều tra khảo sát cần thống kê các vật dụng máy móc phục vụ cho công tác điều tra thực địa. Có thể thống kê theo các loại sau: 1. Dụng cụ đo đạc địa hình gồm: Máy kinh vĩ, máy ni vô, bàn đạc, mia, máy đo khí áp, thước dây, địa bàn, ống nhòm, máy đo xa công binh. 2. Dụng cụ đo lưu lượng, lưu tốc và độ sâu, gồm: Thuyền, dây cáp, máy đo lưu tốc, đồng hồ bấm giây, phao đo tốc độ chảy của nước, thước đo sâu và máy hồi âm đo sâu. 3. Trang thiết bị để phân tích tính chất cơ lý của đất gồm: Dụng cụ để tiến hành đo cường độ thấm của đất, xác định độ pH, các chỉ tiêu lý hoá của nước. 11 4. Dụng cụ để xác định chất lượng nước, gồm: Dụng cụ lấy mẫu nước, lấy mẫu đất, các loại hoá chất, dụng cụ xác định chất lượng nước. 5. Bản đồ tác nghiệp: Tức là sơ đồ tuyến khảo sát được chuẩn bị trên giấy can hoặc trên bản đồ Copy dùng để đánh dấu kết quả khảo sát từng ngày và lập phương hướng kế hoạch các ngày khảo sát kế tiếp theo. Bản đồ này được can hoặc copy theo tỷ lệ 1:100.000 hay 1:50.000 cho các khu vực, lưu vực sông trung bình và tỷ lệ 1:50.000 hay 1:25.000 cho các khu vực hay lưu vực nhỏ. 6. Các loại văn phòng phẩm. Gồm: giấy bút, sổ ghi chép, sổ nhật ký, thước kẻ, bút chì, tẩy,.... 7. Các dụng cụ làm ảnh: Máy chụp ảnh, phim, dụng cụ rửa in tráng phóng ảnh, nếu có vidio thì có thể mang theo để quay. 8. Các dụng cụ phục vụ đời sống sinh hoạt, gồm: Các loại quần áo dày ủng phòng hộ lao động, các dụng cụ phục vụ sinh hoạt ăn uống,.... 9. Các loại dụng cụ y tế thuốc men phục vụ sức khoẻ. Các máy móc trang thiết bị trước khi đi thực địa cần chuấn bị đầy đủ, kiểm nghiệm, kiểm tra chu đáo, tránh mang máy móc thiết bị đã hư hỏng không sử dụng được. Về phương tiện đi lại vận chuyển phải hợp đồng cụ thể, đưa đón toàn đội đi về an toàn. Câu hỏi chương 1: 1. Nguyên tắc điều tra thủy văn và môi trường. 2. Các bước tiến hành điều tra thủy văn và môi trường 3. Trình bày nội dung thu thập, nghiên cứu các tài liệu đã có trong bước chuẩn bị trước khi đi điều tra khảo sát thực địa. 4. Trình bày nội dung vạch kế hoạh khảo sát điều tra trong bước chuẩn bị trước khi đi điều tra khảo sát thực địa. 5. Tại sao trước khi di khảo sát thực địa phải chuẩn bị các máy móc, trang thiết bị và vật dụng? Đó là những thứ gỡ? 12 Chương II. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU THỦY VĂN MÔI TRƯƠNG Trong công tác khảo sát điều tra thực địa chúng ta cần đo đạc xác định độ cao, độ dốc, khoảng cách của địa hình, độ sâu của sông ngòi, hồ ao, vận tốc của dòng chảy trong sông. Trong nhiều trường hợp phải tiến hành lập trạm quan trắc các đặc trưng khí tượng thủy văn tạm thời, các yếu tố môi trường, tiến hành thí nghiệm trên thực địa để xác định thấm của các loại đất, lấy mẫu nước, mẫu đất và xác định các thành phần hoá học để đánh giá chất lượng nước. Việc vận dụng phương pháp này hay phương pháp kia để đo đạc xác định các đặc trưng trên tuỳ thuộc vào đặc điểm địa lý tự nhiên của khu vực, vào đối tượng điều tra khảo sát. Song mục đích cuối cùng là thu thập được số liệu đầy đủ, tin cậy và chi phí ít tốn kém nhất. 2.1 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRA ĐỊA HÌNH ĐỊA MẠO Trước khi đi khảo sát địa hình cần nghiên cứu xem bản đồ địa hình nào đã có, mức độ chi tiết của nó như thế nào để đưa ra bổ sung những gì, những vùng nào cần khảo sát kỹ. Trong công tác khảo sát đo đạc địa hình địa mạo có thể sử dụng một trong những phương pháp đo đạc đã học trong môn học trắc địa như: ước lượng bằng mắt, dùng la bàn, bàn đạc, các loại máy kinh vĩ, máy thăng bằng, dùng phương pháp chụp ảnh lập thể ở mặt đất hay dùng phương pháp chụp ảnh hàng không, ảnh vệ tinh. Việc ứng dụng các phương pháp trên đòi hỏi phải có kỹ thuật cao, có kinh nghiệm khảo sát thực địa và làm công tác nội nghiệp thành thạo. Sau đây chúng ta có thể làm quen với các phương pháp đơn giản xác định khoảng cách, độ cao, độ dốc trên thực địa. 2.1-1 Xác định khoảng cách. Để xác định khoảng cách có thể dùng máy đo xa công binh, ống nhòm nhìn xa, bằng đồ thị, bằng thước đo góc và la bàn, bằng thiết bị đo độ dài, trong những trường hợp riêng có thể dùng bước chân hoặc ước lượng bằng mắt. 1/ Dùng máy đo xa công binh Máy cầm tay, hướng ống kính đến vật thể nào đó và khi vật thể được thấy rõ nét trong thị trường thị kính, lúc đó, qua kính lúp theo thang khoảng cách ta đọc số đo. Số đo đó chính là khoảng cách từ vị trí quan trắc đến vật ngắm. Viêc xác định khoảng cách đạt được kết quả tốt nhất khi vật ngắm có đường viền rõ nét thẳng (như cột điện, cây thẳng, ống khói, khung cửa sổ,...). Máy đo xa công binh dùng để đo khoảng cách từ 30 mét đến 1000 mét. Độ chính xác đo đạc khi khoảng cách dưới 200 mét là 1%, từ 200-500 là 2% và trên 500 mét là 5%. Dùng thấu kinh đặc biệt có ô che có thể xác định được khoảng cách từ 15 mết đến 30 mét với độ chính xác 5-10cm. 13 a/ b/ Hình 2.1 Ảnh vật thể trong thị trường thị kính máy đo xa công binh ( a - ảnh lệch, b - ảnh trung hợp). Thị trường của máy đo xa trong thị kính của ống nhòm được chia thành hai phần bằng nhau bởi đường kính ngang. Tất cả các vật thể thấy ở nửa phần trên hình như bị cắt bởi đường phân chia và nửa dưới bị lệch phải hoặc lệch trái. Khi xác định khoảng cách phải điều chỉnh ống kính ở phân trên và phân dưới phải trùng khớp nhau (hình 2-1). 2/ Dùng ống nhòm đo xa. Nguyên tắc của ống nhòm đo xa là mối quan hệ giữa góc và dây cung. Nếu đường tròn chia ra 6000 phần bằng nhau và lấy độ dài 1/6000 vòng tròn làm số đo cơ bản để đo góc thì đại lượng của nó tính theo bán kính sẽ gần bằng 1/6000 bán kính vòng tròn. Trong thị kính ống nhòm có lưới đo xa (hình 2-2) nằm ngang và thẳng đứng với độ chia lớn và nhỏ. Độ chia lớn bằng 5 phần nghìn và độ chia nhỏ bằng 10 phần nghìn. Để xác định khoảng cách có thể dùng hai cách sau: 14 - Xác định khoảng cách bằng ống nhòm theo phương pháp quan trắc 2 lần. Người ta đánh dấu trên thực địa 2 vật A và B (hình 3-3), hướng ống nhòm vào hai vật và lấy số đo lần thứ nhất theo thị trường là m. Tiếp đó lùi một khoảng cách là D mét và cố gắng giữ nguyên tuyến nhìn. Ngắm lại hai vật A và B và lấy số đọc là n. Khoảng cách cần tìm được xác định theo công thức sau: n X = ⎯⎯⎯ . D m - n (2 - 1) Phương pháp cho kết quả tốt nếu D = X. - Có thể xác định khoảng cách bằng ống nhòm theo phương pháp quan trắc 1 lần nếu ta biết được kích thước của một vật nào đó (ví dụ như tầm vóc của con người, chiều cao của cột điện, điện thoại, chiều dài của chiếc xe, toa xe lửa,...). Để xác định khoảng cách, từ điểm ngắm hướng về vật có kích thước đã biết và lấy số đọc. Khoảng cách cần tìm được xác định theo công thức sau: h X = ⎯⎯ . 1000 m (2 - 2) n Ở đây: h - Kích thước của vật; n - Số đọc theo ống nhòm Thí dụ ta ngắm một cột điện thoại có độ cao là h=6 mét, số đọc theo ống nhòm là 12 phần nghìn, lúc đó khoảng cách sẽ là: h 6 X = ⎯⎯ . 1000 = ⎯⎯ . 1000 = 500 mét n 12 3/ Dùng thước đo. Phương pháp dựa trên nguyên tắc tam giác đồng dạng (hình 4). Thước có độ chia là mm được giơ thẳng hướng trên khoảng cách a tính từ mắt. Tính số đo mm. 15 Hình 2.4 Xác định khoảng cách bằng thước đo Biết được độ cao của đối tượng ta có thể tính được khoảng cách theo công thức: L X = ⎯⎯ a (2 - 3) l Trong đó: L - độ cao cột điện; l - số đọc thước đo; a - khoảng cách tính từ mắt đến thước đo. 4/ Xác định khoảng cách qua sông bằng đồ thị. Phương pháp dựa theo nguyên tắc đường giao nhau hoặc thước đo góc vuông. A L C B D Hình 2.5 Xác định chiều rộng sông A L B C D E Hình 2.6 Xác khoảng cách bằng thước đo góc vuông - Để xác định khoảng cách giữa hai điểm A và B ở hai bờ sông (hình 2-5) ta đứng ở điểm C trên thực địa và đánh dấu lên bảng xách tay ở điểm C. Từ điểm C ta ngắm điểm A và D, vẽ các hướng CA và CD lên bảng. Tiếp theo ta chuyển sang điểm D, đo khoảng cách CD trên thực địa và vẽ nó theo tỷ lệ thích hợp lên bảng. Từ điểm D ngắm theo hướng A và C. Khi các hướng CA và DA giao nhau ta được điểm A trên 16 bảng, nó ứng với điểm A trên thực địa. Đường vuông góc từ A xuống CD theo tỷ lệ là khoảng cách cần xác định. - Dùng thước đo góc vuông ta xác định khoảng cách như sau: Từ điểm B đối diện với điểm A (hình 6) ta đi vuông góc với tuyến AB một khoảng cách BC, ví dụ 100 mét và cắm cọc tiêu C, sau đó đi tiếp theo hướng này một đoạn CD, ví dụ khoảng 40 mét và cắm cọc tiêu D. Từ D đi theo góc vuông 90O so với BD và dừng ở điểm E trên tuyến AC. Khoảng cách DE đo được 20 mét. Từ hai tam giác đồng dạng ABC và EDC ta xác định được AB (biết BC, CD và DE) theo tỷ lệ đã chọn để vẽ. - Dùng thước đo góc ta có thể xác định được khoảng cách AB bằng cách từ điểm B ta chọn góc vuông ABC. Đo khoảng cách BC và góc BCA = α. Trong tam giác vuông ABC ta có: AB = BC × tg α (2 - 4) 5/ Xác định khoảng cách bằng bước chân hoặc ước lượng bằng mắt. - Dùng bước chân để xác định khoảng cách trong trường hợp mặt bằng tương đối bằng phẳng. Khi dùng phương pháp này cần phải biết được độ dài trung bình của mỗi cặp bước chân. Để đếm được thuận lợi, tránh nhầm lẫn có thể dùng thiết bị đếm bước chân, nó được gắn vào chân người bước. Xác định khoảng cách bằng bước chân sai số khoảng 2%. - Về cơ bản con người có khả năng phân biệt các chi tiết của vật từ địa điểm quan trắc. Phương pháp xác định khoảng cách bằng mắt ít chính xác. Khi khoảng cách trên 1000 mét có thể cho sai số tới 50%, với khoáng cách bé hơn có thể 10%. Nhân tố ảnh hưởng tới độ chính xác khi xác định bằng mắt là độ chiếu sáng, màu sắc, kích thước vật thể, địa hình và hướng nhìn. 2.1-2 Xác định độ cao trên thực địa Độ cao được xác định chính xác nhất là dùng máy đo thăng bằng. Tuy nhiên trong nhiều trường hợp ta có thể dùng các phương pháp đơn giản hơn. 1. Bằng ống thủy và mia. Đánh thăng bằng đơn giản để xác định độ cao có thể nhờ hai mia và ống thủy. Cách tiến hành như sau: Đặt Mia và ống thủy tuần tự từ A đến B (hình 2-7), mỗi lần đặt ta xác định được chênh lệch độ cao h i. Tổng chênh lệch độ cao các lần chính là độ cao từ A đến B. Hình 2.7 Xác định độ cao bằng ống thủy và mia. 17 2. Xác định độ cao bằng thước đo góc nghiêng. Phương pháp tiến hành như sau: Đứng tại điểm A (hình 2 - 8 với thước đo góc nghiêng và nhìn ngang vào điểm nào đó trên thực địa ở độ cao ngang tầm mắt và ghi nhớ điểm đó, tiếp theo là di chuyển đến điểm đó và nhìn ngang ngắm vào điểm cao hơn. Cứ tiếp tục như vậy cho tới điểm trên cùng. Biết cao độ từ chân đến mắt người ngắm và số lần ngắm ta sẽ xác định được độ cao cần tìm. 3. Xác định độ cao bằng áp kế Phương pháp được áp dụng cho vùng núi, nơi mà chêng lệch độ cao trên 100 mét và trong điều kiện thời tiết ổn định. Chênh lệch độ cao giữa hai điểm được tính theo công thức: (2 - 5) H = Δ h (B1 - B2) Ở đây: B1 và B2 - Áp suất không khí ở các điểm đo (tính bằng mm thủy ngân) Δ h - Độ chênh áp kế, là giá trị độ cao cần thiết nâng lên hoặc giảm xuống để thay đổi một milimét áp suất thủy ngân. Giá trị này không ổn định mà phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ không khí. Thường trung bình lấy bằng 11 mm. Hình 2.8 Xác định độ cao bằng thước đo gọc nghiêng 4. Xác định độ cao bằng phương pháp xây dựng hình học. Trường hợp này áp dụng cho vùng địa hình cao, phức tạp. Để xác định độ cao trên thực địa ta chọn khoảng đất phẳng và lấy hai điểm B và C cùng nằm trên một mặt phẳng với điểm A mà độ cao tới đó ta cần tìm (hình 2-9). Đo đoạn thẳng gốc BC và xác định các góc ACD và ABD. Trên giấy ta lấy đoạn BC theo tỷ lệ thích hợp sau đó dựng hai góc ACD và ABD. Từ giao điểm của các đường AB và AC vẽ đường vuông góc xuống BC. Độ cao cần tìm chính là đoạn AD tương ứng theo tỷ lệ. 18 Hình 2.9 Xác định độ cao bằng phương pháp hình học. 2.1-3 Xác định độ dốc mặt nghiêng trên thực địa Để xác định độ dốc sườn dốc ta có thể dùng thước đo góc. Trên thực địa chọn một điểm nằm ngang tầm mắt quan trắc viên, từ đó dọc theo hướng đo góc nhìn một vật nào đó ngang tầm đứng, sau đó theo vị trí thẳng đứng trên thang độ của thước ta đọc số đo. Đó chính là độ nghiêng tương đối của sườn dốc. Cách này có thể thực hiện xác định cho từng phần của sườn dốc khi các phần đó có độ dốc khác nhau. 2.2 PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU TRONG SÔNG HỒ. Việc đo độ sâu mực nước nhằm điều tra xác định địa hình đáy sông, hồ, kho nước, đặc biệt là điều tra các trở ngại cho giao thông đường thủy trên sông như các đoạn sông nông, các bãi doi cát đáy ngầm. Ngoài ra việc đo sâu còn giúp ta vẽ được địa hình đáy sông phục vụ cho việc xây dựng các công trình thuỷ công, các cầu cảng, các kè, mỏ hàn bảo vệ bờ. Mức độ chính xác và tỷ mỉ khi đo độ sâu tuỳ thuộc vào yêu cầu đối tượng phục vụ. Ví dụ để phục vụ cho thuyền bè đi lại phải khảo sát đo đạc tỷ mỉ các doi cát, các dãy đá ngầm, bãi cạn cục bộ trong lòng sông. Thông thường việc đo sâu nên tiến hành trong mùa cạn để giảm bớt khối lượng đo dạc, song đến mùa lũ cũng phải đo lại sơ bộ để đối chiếu kiểm tra sự biến hình lòng sông. Khi đo độ sâu cần tiến hành hai việc đồng thời, đó là xác định độ sâu, cao trình mực nước tương ứng và xác định vị trí điểm đo. Thông thường có thể kết hợp lấy mẫu đất ở đáy sông. 2.2-1 Dụng cụ và máy do sâu. 1. Sào đo. Sào đo làm bằng gỗ, đường kính khoảng 5-6 cm (vừa tầm tay cầm) và dài 4-5 mét. Dưới chân sào thường là một tấm thép nặng chừng 0.5-1 kg để dễ chìm và đặt một ống lấy mẫu đất đáy sông. Nếu đáy sông nhiều bùn thì có thể thay tấm thép bằng một vuông gỗ có nhiều lỗ nhỏ. Sào thường dùng để đo ở những vùng nước sông chảy chậm, độ chính xác thường độ 5 cm trở lại. 2. Dây đo có quả chùy. 19 Dùng dây thừng một đầu buộc quả chùy nặng từ 3 đến 6 kg, dây thừng dùng loại có đường kính 5-6 mm. Thường dùng đo ở những chỗ có độ sâu không quá 6 mét và tốc độ chảy nhỏ hơn 1 m/s. Để tránh sự co dãn, dây phải ngâm trong nước 2-3 ngày sau đó quấn vào trục kéo căng bằng quả tạ từ 60-80 kg, trên dây cố định các ký hiệu khác nhau để đọc số. 3. Dây cáp có cá sắt. Dưới dây cáp có buộc một cá sắt nặng khoảng 15-30 kg hay hơn nữa. Dây cáp được quấn trong một bản tời đặt sau thuyền. Chiều sâu có thể căn cứ vào bản tời để tính. Thường dây thả xuống sẽ bị nghiêng một góc nhỏ so với phương thẳng đứng do đó cần xác định góc nghiêng để hiệu chỉnh độ sâu. Để biết cá sắt chạm đất hay chưa trên cá cần gắn một thiết bị báo hiệu. Dùng dây cáp có cá sắt có thể đo sâu ở các vùng có độ sâu trên 6 mét, tốc độ chảy trên 1 m/s. 4. Máy hồi âm đo sâu. Ngày nay việc ứng dụng máy hồi âm đo sâu rất phổ biến. Nguyên tắc làm việc của máy như sau: Trên thuyền hoặc ca nô đặt một máy phát sóng hồi âm, các sóng được truyền qua nước, khi gặp đất ở đáy sông sóng sẽ phản xạ lại về máy thu. Căn cứ vào thời gian từ khi phát sóng đến khi thu được sóng và tốc độ truyền sóng trong nước người ta sẽ tìm được độ sâu. Từ hình vẽ (2 - 10) ta có: h= c. Δ t l ⎯⎯⎯ - ⎯ + d 2 2 (2 - 6) Ở đây: c - Tốc độ truyền sóng trong nước, tính bằng m/s. l - khoảng cách giữa bộ phận phát và thu sóng; Δ t - Thời gian từ lúc phát tín hiệu tới lúc nhận tín hiệu, tính bằng giây; d - Độ sâu đặt bộ phân phát tín hiệu, tính bằng mét. Tốc độ truyền sóng hồi âm phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ muối trong nước. l d 1 Hình 2.10 Sơ đồ nguyên lý máy hồi âm 1 - Máy phát 2 - Máy thu 2 h Đáy sông 20