CỘng hoà XÃ HỘi chủ nghĩa việt nam tiêu chuẩn ngành quy phạm quan trắc hải văn ven bờ

Cấp sóng được phân chia theo 10 cấp từ 0 đến IX (xem Bảng 6).

Cấp sóng	Độ cao sóng h (m)	Tóm tắt đặc điểm của sóng
0	0	Lặng sóng
I		Sóng yếu
II		Sóng vừa
III		Sóng lớn
IV		nt
V		Sóng mạnh
VI		nt
VII		Sóng rất mạnh
VIII		nt
IX		Sóng mạnh khác thường

a) Trạng thái mặt biển được biểu thị bằng cấp từ 0 đến 9 và ký hiệu bằng chữ số Ả Rập;

b) Cấp trạng thái mặt biển chỉ xác định theo các dấu hiệu đã nêu trong Bảng 7:

c) Tiêu chuẩn để xác định cấp trạng thái mặt biển là hình dạng mặt biển dưới tác dụng của gió tới mặt biển và tiêu chuẩn để xác định cấp sóng là độ cao của những sóng lớn, dễ nhìn thấy của sóng gió, sóng lừng;

d) Cấp trạng thái mặt biển phụ thuộc vào cường độ gió thổi còn với cấp sóng thì ngoài cường độ gió ra, còn phụ thuộc kích thước diện mặt nước, đà gió, thời gian gió thổi và độ sâu của biển;

đ) Cấp sóng và cấp trạng thái mặt biển là hai khái niệm khác nhau. Cấp sóng có thể nhỏ hơn, bằng hay đôi khi lớn hơn cấp trạng thái mặt biển. Ví dụ: trong lúc có sóng lừng lớn cấp III, có gió thổi yếu, nhưng trạng thái mặt biển chỉ cấp 2.

a) Phương pháp quan trắc sóng từ phía dưới bề mặt biển;

b) Phương pháp quan trắc sóng ngay từ bề mặt biển;

c) Phương pháp quan trắc sóng từ phía trên bề mặt biển.

Tuỳ từng vị trí quan trắc mà lựa chọn những thiết bị phù hợp với từng phương pháp quan trắc. Ví dụ đối với phương pháp a), chọn các máy đo theo nguyên lý áp lực. Đối với phương pháp b), lựa chọn các máy theo nguyên lý biến đổi điện trở, hoặc các phao đo sóng. Đối với phương pháp c), lựa chọn các máy theo nguyên lý rađa, hoặc vệ tinh viễn thám.

a) Khu vực ven bờ về phía biển phải thoáng đối với các hướng gió chính, thịnh hành;

b) Độ sâu của biển ở khu vực quan trắc sóng phải sâu nhất trong vùng ven bờ, dù ở trường hợp nào, độ sâu cũng phải lớn gấp 3 lần độ cao của sóng lớn nhất có thể xảy ra và theo lý thuyết phải không bé hơn nửa độ dài của các sóng lớn để cho sóng không bị biến dạng do ảnh hưởng nước nông. Đồng thời, phải tránh nơi bờ quá dốc và lõm sâu, là nơi có thể xảy ra hiện tượng phản hồi, tạo nên sóng đứng. Sóng đứng này có thể phá hủy hình dạng và kích thước của sóng truyền từ ngoài khơi vào. Đường bờ ở nơi quan trắc không quá khúc khuỷu vì có thể gây ra những biến đổi địa phương về hướng sóng và hình dạng sóng;

c) Không bị đảo, bãi cát nổi, bãi đá ngầm hay các vật chướng ngại khác làm giới hạn hay làm biến dạng sóng từ ngoài khơi truyền vào;

d) Để tính gần đúng độ cao của điểm quan trắc sóng so với mực nước biển, dùng công thức: H = 0,05  0,06 L; trong đó: H là độ cao địa điểm quan trắc sóng tính bằng mét (là độ cao của mắt quan trắc viên hay của máy ngắm sóng); L là khoảng cách bằng mét tính từ điểm quan trắc sóng đến chỗ đặt thước đo sóng, tiêu hoặc phao đo sóng ở phía ngoài biển.

Ví dụ: L = 100 m H = 56 m.

Khi quan trắc bằng mắt thường thì khoảng cách L không vượt quá 100-150 m. Khi quan trắc bằng ống nhòm hay bằng máy đo sóng thì khoảng cách có thể lớn hơn 1 km;

đ) Nếu bờ quá thấp và không thể đặt địa điểm quan trắc sóng đúng độ cao cần thiết thì phải dựng chòi quan trắc sóng;

e) Nơi quan trắc sóng phải không cách xa trạm và phải cho phép quan trắc trong mọi điều kiện thời tiết;

g) Vào ban đêm phải dùng đèn pha để quan trắc sóng;

h) Vị trí quan trắc sóng phải tuân thủ theo quy định liên quan tại Mục 1.5, Quy phạm này.

6.3.2 Địa điểm quan trắc sóng phải được ghi chép vào hồ sơ kỹ thuật trạm, sổ và bảng:

Các điều kiện quan trắc sóng phải mô tả một cách tỉ mỉ trong hồ sơ kỹ thuật của trạm và ghi vắn tắt vào sổ SHV-1 và bảng BHV-1. Trong hồ sơ kỹ thuật, nhất thiết phải có bản đồ độ sâu vùng quan trắc sóng và sơ đồ địa điểm nhà đo sóng, vị trí đặt phao đo sóng hay tiêu đo sóng.

Nhà đo sóng để bảo vệ máy, chống mưa nắng, được xây kiên cố, có kích thước 1,5 x 1,5 x 2,0 m, có 3 cửa hướng ra biển. Trong nhà có một trụ vững chắc bằng gỗ, gạch xây hay bê tông để đặt máy, đế máy được gắn chặt vào trụ bằng bu-long.

Quy cách phao, xích, rùa và cách thả phao xem Phụ lục I, Quy phạm này.

Đối với trạm có thiết bị đo sóng mới không có trong Quy phạm này thì công trình quan trắc (nếu có) đi liền với thiết bị mới được xây dựng theo thiết kế, hướng dẫn lắp đặt, sử dụng của thiết bị.

Hàng ngày quan trắc sóng 3 lần vào 7, 13, 19 giờ. Riêng kỳ quan trắc 19 giờ có thể xê dịch theo mùa, tuỳ theo tình hình thực tế tại trạm, nếu vào kỳ quan trắc 19 giờ mà trời tối, nhìn không rõ, khó có thể quan trắc được chính xác thì có thể tiến hành quan trắc sớm hơn, nhưng thời gian lùi lại không quá 2 giờ và phải ghi giờ thực quan trắc vào sổ.

a) Xác định kiểu sóng, dạng sóng;

b) Xác định trạng thái mặt biển và hướng truyền sóng;

c) Xác định độ cao, độ dài, chu kỳ và tốc độ truyền sóng (trạm có máy đo sóng);

d) Xác định độ cao, hướng sóng và chu kỳ bằng mắt.

6.5.3 Quan trắc gió

Trong mọi trường hợp, đồng thời với việc quan trắc sóng phải quan trắc gió. Nếu quan trắc sóng thực hiện ở nơi cách xa vườn quan trắc khí tượng quá 1,5 - 2 km, hoặc vườn khí tượng ở trên đồi cao mà gió quan trắc tại vườn khí tượng không thể đặc trưng cho gió trên biển, phải quan trắc phụ về gió tại nơi quan trắc sóng. Khi quan trắc phụ về gió tại nơi quan trắc sóng phải tuân thủ theo Quy phạm quan trắc khí tượng bề mặt hiện hành.

a) Sóng biển diễn biến phức tạp, bởi vậy muốn xác định đúng kiểu và dạng sóng, phải quan sát kỹ mặt biển.

b) Kiểu sóng được xác định theo dấu hiệu trình bày ở Bảng 4.

c) Dạng sóng được xác định theo dấu hiệu trình bày ở Bảng 5.

d) Khi quan trắc sóng từ bờ, phải xác định sóng ở vùng xa bờ, ít chịu ảnh hưởng của bờ và đáy. Như vậy, sóng ấy có kiểu và kích thước gần với sóng ngoài khơi hơn hoặc đặc trưng hơn cho cả vùng biển ven bờ.

đ) Khi quan trắc thấy hai loại sóng thì ghi chúng ở dạng phân số: kiểu sóng trội nhất (chủ yếu) ghi ở tử số, còn sóng khác (sóng phụ) ghi ở mẫu số.

Ví dụ: sóng gió chiếm ưu thế còn sóng lừng là sóng thứ yếu thì ghi G/L.

Kiểu sóng được ghi theo quy ước trong Bảng 8.

Kiểu sóng	Mã số
Sóng gió (G) Sóng lừng (L) Sóng gió / sóng lừng (G/L) Sóng lừng từ hai hướng khác nhau (L/L) Sóng lừng / sóng gió (L/G) Sóng xô dồn (SXD) Lặng sóng	1 2 4 5 7 8 0

a) Ước lượng trạng thái mặt biển phải theo đúng dấu hiệu trình bày ở Bảng 7 và chú ý bề ngoài của đầu sóng. Ước lượng trạng thái mặt biển tính từ ngoài vùng có sóng xô bờ trở ra biển khơi.

c) Khi xác định trạng thái mặt biển cần lưu ý một số dấu hiệu sau:

- Mặt nước lay động, gợn những sóng lăn tăn rất dày đó là dấu hiệu trạng thái mặt biển cấp 1;

- Đầu sóng khi đổ xuống chỉ có bọt trong như thuỷ tinh là trạng thái mặt biển cấp 2;

- Sóng bạc đầu xuất hiện ở một vài nơi trên mặt biển là dấu hiệu trạng thái mặt biển cấp 3;

- Khi đầu sóng đổ xuống có bọt trắng, bọt trắng tràn xuống cả sườn sóng và thấy xuất hiện ở khắp nơi trên mặt biển đó là dấu hiệu của trạng thái mặt biển cấp 4;

- Khi đầu sóng đổ xuống có bọt trắng, bọt tràn cả xuống sườn sóng, chân sóng tạo thành những mảng bọt lớn bắn tung cả lên trên mặt biển và thấy có ở khắp nơi đó là dấu hiệu của trạng thái mặt biển cấp 5;

- Khi bọt trắng phủ kín cả hai sườn sóng, tạo thành mảng trắng lớn bắn tung lên trên mặt biển, lưỡi sóng dài thấy ở khắp nơi đó là dấu hiệu của trạng thái mặt biển cấp 6 (tương ứng khi gió mùa mạnh hoặc áp thấp nhiệt đới);

- Trạng thái mặt biển cấp 7 là tương ứng với khi có bão, sóng bạc đầu phủ gần như kín mặt biển, bọt nước bắn tung lên cao;

- Ở cấp 8 thì toàn mặt biển đều phủ bọt trắng, gió thổi tung từng phần đỉnh sóng, trong không khí có bụi nước và những giọt nước bay theo gió, tương ứng khi có bão lớn;

- Ở cấp 9, khắp mặt biển đều phủ bọt trắng xoá, trong không khí đầy bụi nước và giọt nước, tầm nhìn xa giảm đi rất nhiều, bão rất lớn.

Hướng truyền sóng được xác định theo hướng từ đâu truyền tới và theo 8 hướng chính la bàn (xem Bảng 9). Trạm có thể dùng la bàn, máy ngắm sóng hoặc dùng cọc định hướng trên mặt đất để xác định hướng sóng. Nếu gặp trường hợp dạng sóng không đều, hướng truyền sóng khác nhau thì khi đó phải xác định hướng truyền sóng của từng hệ một. Nếu hai hệ sóng thuộc hai kiểu sóng khác nhau thì các hướng sóng gió và sóng lừng quan trắc được sẽ ghi dưới dạng phân số. Hướng truyền sóng cũng như kiểu sóng phải xác định ở bên ngoài ranh giới hình thành sóng xô bờ.

Để xác định độ cao sóng, người ta tiến hành quan trắc tại vị trí đo sóng đã chọn của trạm.

a) Trong vòng 5 phút xác định bằng mắt thường (hoặc dùng ống nhòm) độ cao (mét) của những sóng lớn thấy rõ nhất (sóng gió hoặc sóng lừng) và ghi liên tục vào một tờ giấy nháp.

b) Từ những độ cao quan trắc được, chọn lấy 5 sóng cao nhất ghi vào sổ quan trắc. Độ cao sóng quan trắc bằng mắt được quy tròn:

- đến 0,25 m khi độ cao sóng đến 1,5 m;

- đến 0,5 m khi độ cao sóng từ 1,5 m đến 4 m;

- đến 1 m khi độ cao sóng 4 m và lớn hơn.

Nghĩa là độ cao sóng quan trắc bằng mắt chỉ ghi những số sau:

Ví dụ: trong 5 phút, quan trắc viên ghi vào giấy nháp những sóng lớn có độ cao như sau:

0,5; 0,75; 0,5; 1,0; 0,75; 1,25; 1,0; 0,5; 0,75 (chín sóng lớn). Loại bỏ các sóng bé ( 0,5; 0,5; 0,5; 0,75), ghi vào sổ độ cao 5 sóng lớn (1,25; 1,0; 1,0; 0,75; 0,75) và tính trị số trung bình của 5 sóng đó. Chọn trong 5 sóng đó sóng lớn nhất có độ cao là 1,25 m tương ứng với cấp IV và ghi vào sổ.

c) Xác định chu kỳ của sóng bằng mắt: trên mặt biển, người ta chú ý các vật nổi bất kỳ (chim đậu trên mặt nước, bọt biển, mảnh gỗ, đoạn cây) sau đó dùng đồng hồ bấm giây xác định thời gian 11 đầu sóng liên tục đi qua (ứng với 10 sóng đi qua) vật nổi đó. Chu kỳ sóng sẽ bằng thời gian ấy chia cho 10. Xác định chu kỳ sóng 3 lần như vậy sau tính chu kỳ trung bình từ 3 lần đó.

Ví dụ: qua một điểm trên mặt biển, ta xác định thời gian 11 đầu sóng ba lần là 48, 54 và 42 giây. Do đó chu kỳ sóng sẽ là 4,8; 5,4; và 4,2 giây. Chu kỳ trung bình của sóng là:

( 4,8 + 5,4 + 4,2 ) : 3 = 4,8 (s)

Việc xác định độ cao, chu kỳ sóng bằng mắt chỉ tiến hành khi trạm không có máy đo sóng.

6.5.8 Xác định các yếu tố sóng bằng máy đo sóng phối cảnh Ivanốp

Máy đo sóng phối cảnh Ivanốp do Liên Xô sản xuất, công tác thả phao đo sóng và lắp đặt máy phải hoàn thành trước khi đưa máy vào sử dụng. Cấu tạo và cách thả phao đo sóng xem Phụ lục I, cách lắp đặt và chỉnh máy xem Phụ lục K, Quy phạm này.

a) Đo độ cao sóng

Xoay ống ngắm sao cho phao đo sóng trùng với thang độ cao. Tiếp theo, xác định số khoảng chia từ vị trí thấp đến vị trí cao của đỉnh phao. Phần lẻ của khoảng chia được xác định bằng cách ước lượng. Biết số khoảng chia và giá trị mỗi khoảng chia ta sẽ xác định được độ cao sóng: h = H x i x k (m), trong đó H là số khoảng chia trên thang độ cao, i - giá trị của mỗi khoảng chia, k - hệ số k của máy. Chẳng hạn, biên độ dao động của phao ở vị trí thấp trên chân sóng đến vị trí cao trên đỉnh sóng chiếm 3 khoảng chia, giá trị mỗi khoảng chia tương ứng 0,5 m (máy H10), hệ số k = 0,9, độ cao sóng sẽ là: h = 3 x 0,5 x 0,9 = 1,35 (m). Phải xác định trong vòng 5 phút và chọn những sóng lớn nhìn thấy rõ nhất. Từ những sóng lớn nhìn thấy rõ nhất quan trắc được, chọn ra 5 sóng lớn nhất rồi ghi vào sổ SHV-1 ở phần tương ứng.

Để xác định cấp sóng, ta chọn trị số lớn nhất trong số 5 sóng đã ghi vào sổ và quy đổi ra cấp sóng theo quy định trong Bảng 6.

Chỉ dùng máy ngắm sóng quan trắc khi nào sóng lớn từ cấp II trở lên. Độ cao sóng nhỏ hơn 0,25 m không dùng máy, chỉ ghi sổ < 0,25 m.

b) Xác định chu kỳ sóng

Hướng ống kính sao cho sóng truyền về phía mình, các đầu sóng trùng với hệ những đường thẳng nằm ngang của lưới phối cảnh.

Quan trắc qua ống ngắm đỉnh sóng đầu tiên truyền qua một đường ngang nào đó của thang độ, đồng thời bấm đồng hồ bấm giây. Theo dõi 10 đầu sóng liên tiếp nữa đi qua bấm đồng hồ dừng lại.

Ví dụ: thời gian 11 đầu sóng liên tiếp truyền qua đường nằm ngang nào đó của lưới phối cảnh là 66 giây, chu kỳ = 66 : 10 = 6,6 (s). Kết quả tính chu kỳ sóng không cần phải nhân với hệ số k. Quan trắc chu kỳ sóng lặp lại 3 lần, tính giá trị trung bình:

c) Xác định độ dài sóng và tốc độ truyền sóng

Dùng máy đo sóng để xác định độ dài và tốc độ truyền sóng. Hướng ống ngắm y như khi xác định chu kỳ sóng, nghĩa là hướng sao cho sóng truyền thẳng về phía quan trắc viên. Dựa vào thang độ dài để tính xem khoảng cách giữa hai đầu sóng liên tiếp chiếm bao nhiêu khoảng chia. Nếu khoảng chia là n, mỗi khoảng chia dài d mét thì độ dài thực của sóng sẽ tính như sau:

 = d x n x k (m)

Khi xác định tốc độ truyền sóng, cũng hướng ống ngắm của máy y như trường hợp xác định độ dài và chu kỳ sóng. Dùng đồng hồ bấm giây xác định thời gian t mà một đầu sóng truyền qua một hay nhiều khoảng chia của thang đo độ dài. Biết giá trị của mỗi khoảng chia xác định được khoảng cách l mà đầu sóng truyền qua trong thời gian t, tốc độ truyền sóng thực sẽ là:

x k (m/s)

Thông thường lấy l cố định là 100 mét cho dễ đo đạc. Độ dài và tốc độ sóng sẽ xác định cho 5 sóng lớn nhìn thấy rõ nhất, sau đó tính giá trị trung bình số học của chúng.

d) Xác định hướng truyền sóng bằng máy đo sóng phối cảnh

Hướng ống ngắm của máy theo hướng song song với phương truyền sóng. Hướng truyền sóng xác định theo đĩa định hướng có chia độ và lấy tròn theo 8 hướng chính. Nếu sóng truyền về phía quan trắc viên thì ghi số đo trực tiếp trên đĩa định hướng, trong trường hợp ngược lại số đọc cộng thêm 180⁰.

Sóng thần là loại sóng rất nguy hiểm, có sức tàn phá rất khủng khiếp. Đặc điểm của sóng thần là: bước sóng rất dài, tốc độ lan truyền ở biển sâu rất lớn, độ cao sóng gần bờ rất cao (có thể đạt hàng chục mét).

Trước khi sóng thần truyền vào bờ, mực nước biển đột nhiên rút xuống rất mạnh, mặc dù trời yên lặng. Tiếp theo có thể lại có một lần hạ thấp mực nước thứ hai, sau đó một thời gian, tuỳ theo khoảng cách từ bờ đến nơi sinh ra sóng thần, sóng thần ầm ầm tràn vào bờ. Do vậy khi thấy mực nước biển đột nhiên rút xuống rất mạnh cần phải cảnh giác có sóng thần.

6.6 Ghi, chỉnh lý sơ bộ số liệu quan trắc sóng

6.6.1 Ghi số liệu quan trắc sóng

Số liệu quan trắc được ghi vào các hàng tương ứng trong sổ SHV-1. Ghi số liệu quan trắc sóng vào sổ SHV-1 phải tuân thủ theo quy định tại Điều 1.10.1, Mục 9.1, 9.2, Quy phạm này.

a) Chỉnh lý sơ bộ số liệu quan trắc sóng phải tuân thủ theo quy định ở Khoản a Điều 1.10.2, Quy phạm này.

b) Kiểm tra ghi số liệu quan trắc.

c) Kiểm ra tính hợp lý giữa sóng và gió, giữa kiểu sóng và dạng sóng, giữa trạng thái mặt biển và cấp sóng.

d) Kiểm tra lại các kết quả tính toán.

7. QUAN TRẮC SÁNG BIỂN

7.1 Thuật ngữ và giải thích

Trong Quy phạm này các thuật ngữ dưới đây được hiểu như sau:

Sáng biển là hiện tượng phát sáng của các vi sinh vật, đặc biệt là các sinh vật biển ở lớp nước tầng mặt, có thể nhìn thấy vào ban đêm. Độ dày của lớp nước sáng có thể từ vài chục centimét tới vài mét và nó phụ thuộc vào sự phân bố sinh vật theo chiều thẳng đứng. Sự phân bố của các chất lơ lửng ảnh hưởng tới độ trong suốt và sự khuếch tán ánh sáng do các sinh vật phát ra. Sự phát sáng trên mặt biển về ban đêm thay đổi rất nhiều và phụ thuộc vào các điều kiện khí tượng (lượng mây, sương mù, mù, mưa) và các nguyên nhân thiên văn (tuần trăng, độ cao của trăng, thời gian mặt trời lặn).

a) Kiểu "sáng tia": bình thường khó nhìn thấy được, nhưng khi có một tác động cơ học vào nước (tàu bè qua lại, cá quẫy, khua gậy, chân vào nước...) nhìn thấy những tia sáng hình kim phát ra. Loại sáng biển kiểu tia ở vùng biển nào cũng có. Khi có ánh đèn điện hoặc sáng trăng rất khó phát hiện loại sáng này.

b) Kiểu "sáng sữa": ánh sáng có màu sữa chiếm một khoảng lớn của mặt biển, đôi khi đạt độ sáng lớn nhưng thường không kéo dài. Phát sáng loại này không tăng cường độ sáng dưới tác động cơ học lên mặt biển.

c) Kiểu "sáng đám sinh vật lớn": phát sáng từ cơ thể của từng sinh vật lớn như bạch tuộc, sứa, cá, động vật khác....