Phân tích điều hoà thuỷ triều bằng phương pháp bình phương tối thiểu và áp dụng cho vùng biển Việt Nam

Chfnh vi ly do trén ma muc dfch cùa luàn vàn là xày dung phuong phàp "phàn tfch diéu hoà thuy triéu bang phuong phàp bình phuong tói thièu va àp dung cho vùng ven bién Vièt Nam".. CHL^ON

MUC LUC

Trcng

Ma dàu 3

Chuong 1: Tong quan ve cac phuong phàp phàn tich diéu hoà 5

1.1 - Phuong phàp phàn tfch diéu hoà 5

1.2 - Phuong phàp Maximov phàn tfch chuòi 1 ngày 6

1.3 - Phàn tfch diéu hoà dòng chày chuòi quan trac

mot ngày theo phuong phàp hàng hai 8 1.4 - Phàn tfch diéu hoà bang phuong phàp Dacwin IO

1.5 - Phàn tfch diéu hoà bang phuong phàp Franco 12

Chuong 2: Xày dirng phuong phap phàn tich diéu hoà

bang phuong phàp bmh phuong tói thièu \5

2.1- C o s ò l y thuyét 15

2.2- Xày dung chuong trình 16

2.2.1-Thuàttoàn 16 2.2.2- Phuong phàp làp GAUSE-ZEIDEL 17

2.2.3- Càc còng thuc tfnh thién vàn 18 2.2.4- Thiét làp chuong trình 21 2.3- Kiém nghièm chuong trìrih 22

2.3.1-Tram Hòn Dàu 22 2.3.2-Tram Dà Nàng 30 2.3.3- Tram VQng Tàu 36 2.3.4- Nhàn xét chung ' 42

Chuong 3: Su dung chuong trmh dà thiét làp de phàn tich HSDH

tai càc tram ven hièn Vièt Nam 43

3.1- Quan he giùa dò dai chuòi quan trac vói so song

co thè phàn ti'ch 43 3.1.1- Chuòi so lièu 6 thàng 43

3.1.2- Chuòi so lièu 3 ihàne 4S

3.1.2-Chuòi so lièu 3 thàng 48 3.1.3-Chuòi so lièu l thàng va chuòi 15 ngày 48

3.1.4- Chuòi so lièu 7 ngày, 5 ngày, 3 ngày 48

3.2- Dành già sai so khi su dung càc so song khàc nhau de du bào 57

3.2.1- Bièndò 57 3.2.2-Dò léchpha 58

3.3- Tfnh toàn già tri HSDH thuy triéu cùa 30 song cho càc tram

doc ven bò Vièt Nam 72

Két luàn chung 94 Tài liéu tham khào 96

MODÀU

Khu vuc ven bò bién va càc eira song là noi dién ra càc hoat dòng Ivhai thàc nguón loi tir bién va bào ve mòi truòng bién hét sue sòi dòng Day là noi co càc qua trình dòng lue dién ra rat phuc tap, trong dò nói bàt nhàt là hièn tuong thuy triéu Thuy triéu bao góm dao dòng muc nuóc triéu va dòng triéu chiing ành huóng tói tàt cà càc qua trình khàc trong bién nhu qua trình vàn chuyèn bùn càt, bién dòng bò bién, lan truyèn chat ò nhièm, phàn bò chat dinh duòng Do

dò viéc nghièn cuu va tfnh toàn càc che dò thuy triéu va dòng triéu là hét sue can thiét

Nghièn cuu thuy triéu va dòng trièu bang càc phuong phàp phàn tfch dièu hoà là mot huóng nghièn cuu co y nghla lón ve khoa hoc cùng nhu thuc tién, chung dà dugc su dung ròng rài trén thè giói cùng nhu ò Vièt Nam Két qua cùa càc phuong phàp này cho phép chiing ta nhàn duoc càc hàng so diéu hoà (HSDH) thuy triéu tai tùng vi trf nghièn cuu trén co so càc chuòi so lièu do dac

Ti^ dò rùt ra càc dàc trung ve che dò, tfnh toàn du bào hoae làm co so cho càc bài

toàn nghièn cuu phàn bó khòng gian ciia hièn tuong thuy triéu 0 nuóc ta hièn nay càc phuong phàp phàn tfch diéu hoà thuòng duoc su dung là : phuong phàp FRANCO, phuong phàp DACWIN, DOODSON Han che lón nhàt ciia càc phuong phàp nèu trèn là yèu càu khàt khe ve chuòi so lièu phài quan trac lién tue tùng giò vói dò dai 7 ngày hoàc 15 ngày hay 30 ngày, 6 thàng hay 1 nàm Trong khi dò vièc do dac khào sàt thuòng gap nhiéu khó khan vi diéu kién tài chinh va thòi tiét (nhàt là do dòng triéu), nén nhiéu khi khòng thuc hièn duoc chuòi so lieu lién tue co dò dai nhu mong muón Mot phuong phàp cho phép ta khàc phuc duoc nhùng han che nói trèn dò chfnh là phuong phàp phàn tfch diéu hoà thuy triéu dua trén phuong phàp bình phuong tói thièu Nò cho phép phàn tfch chuòi

so lièu khòng càn lién tue va vói dò dai bàt ky ma vàn cho két qua khà tòt

Vàn de càn thiét dal ra de \em \ct là quan he giùa ciò dai chuòi quan trac

va so song co thè phàn tich Vói mot chuòi quan trac c() dò dai xàc dinh thi so

song tòi da co thè phàn tich duac bao nhiéu là co thè chàp nhan duoc Mal khàc

ngoài càc song chfnh nhàt triéu va bàn nhàt triéu, càc song triéu co chu ky dai

(thàng, mùa, nàm) hoàc càc song nuóc nòng chu ky ngàn dèu co ành huóng km

dén két qua tfnh toàn thuy triéu Do dò viéc phàn tfch va tfnh toàn su phàn bó

xét ành huóng càc loai song này cho toàn dai ven bién Vièt Nam là mot vàn de

càn duoc dat ra Ngoài ra trong bài toàn du bào thuy triéu, tuy tùng khu vuc vice

su dung bao nhiéu song vói nhùng song nào de du bào cùng càn duoc quan tàm

Chfnh vi ly do trén ma muc dfch cùa luàn vàn là xày dung phuong phàp "phàn

tfch diéu hoà thuy triéu bang phuong phàp bình phuong tói thièu va àp dung cho

vùng ven bién Vièt Nam"

Luàn vàn bao góm càc nói dung sau:

• ÌMÓ dàu

• Chuong I Tóng quan ve càc phuong phàp phàn tfch diéu hoà thuy triéu va

dòng trièu

• Chuong II Xày dung chuong trình phàn tfch diéu hoà bang phuong phàp

bình phuong tói thiéu

• Chuong III Su* dung chuong trình dà thiét làp phàn tfch HSDH tai càc

tram ven bién Vièt Nam •

• Kè't luàn

Qua day tòi xin bay tò long biét on chàn thành ve su quan tàm tao diéu

kién cùa Trung tàm hop tàc dào tao va boi duòng co hoc phòng Co hoc bién

vién Co hoc su giùp dò tàn tình cùa thày giào huóng din PGS.TS Dò Ngoc

Quynh cùng càc dòng nghicp trong ca quan dà giùp dò tòi hoàn thành Juan van

nàv

CHL^ONG I TÓNG QLAN VE CÀC PHLONG PHÀP PHÀN TICH DlÉU HOÀ 1.1- Phuong phàp phàn tfch diéu hoà

Bàn chat cùa phuong phàp phàn tfch diéu hoà thuy triéu là ; Tu duòng cong phuc tap cùa bién dòi muc nuóc duói tàc dung cùa thuy triéu duoc khai trién thành dang tòng cùa nhùng duòng cong dèu dàn (nhùng song), mòi duòng cong ày co tfnh chat cùa mot dao dòng diéu hoà hình sin don giàn kièu:

Rcosiqt - g

trong dò : R - bién dò song

q - vàn toc góc cùa song, mot dai luong khòng dòi dói vói mòi song

va khòng phu thuòc vào diéu kién dia ly

t - thòi gian

^ - pha ban dàu cùa song

Bién dò thuy triéu R duoc xem là tfch f.H, trong dò H - là bién dò trung bình cùa song, phu thuòc vào càc diéu kién dia ly dia phuong va khòng dói theo thòi gian f - he so suy giàm bién dò bién dòi theo thòi gian phu thuòc vào diéu kién thién vàn va duoc tfnh theo qui luàt chuyèn dòng cùa càc tinh tu •

Pha ban dàu cùa song e, cùng duoc khai trién thành tòng cùa hai thành phàn (Vo -^ u) va g Trong dò (Vo + u) duoc goi là dói so thién vàn ban dàu, nò duoc tfnh theo qui luàt chuyèn dòng cùa càc tinh tu cho giò dàu cùa ngày quan trae dàu tién g- duoc goi là góc vi cùa song, chi phu thuòc vào càc diéu kién dia

ly dia phuong va dói vói mot dia diém dà cho là mot dai lucrng khòng dói theo thòi gian

Càc dai luong H va g cùa mòi song duoc xàc dinh dua trén co so chinh ly càc quan trac dao dòng inirc nuóc tai dia diém dà cho Dói vói mot dia diém cho triróe, dai ItRTng này là khòng dòi nén nguòi ta goi chung là nliùng HSDH, Day

là nhùng dai luong dac trung cho elio che dò iricu ò mòi dia diém CVm cu vao

già tri cùa chung co the dinh luong duoc càc tfnh chat cùa thuy triéu va tfnh toàn

duoc dò lón thuy triéu o thòi diém bàt ky trong qua khu hoàc tuong lai

Tu truóc dén nay dà co nhiéu hoc già xày dimg nén càc phuong phàp phàn

tfch diéu hoà nhu : phuong phàp MAXIMOV, phuong phàp DOODSON phuong

phàp phàn tfch DACWIN, phuong phàp phàn tfch FRANCO, phuong phàp bình

phucmg tói thiéu Càc phuong phàp này déu càn cu vào chuòi càc so lièu quan

trac de phàn tfch tàch ra tùng song ma mòi song co bién dò va pha riéng biét

Mòi phuong phàp déu co nhùng uu vièt khàc nhau, nò cho phép xàc dinh gàn

dung càc hàng so diéu hoà thuy triéu Càc phuong phàp DARWIN va

DOODSON thuòng dòi hói chuòi quan trac dò dai nùa thàng hoàc mot thàng,

sàu thàng hay mot nàm de phàn tfch ra càc hàng so diéu hoà cùa 8 song, 11

song, 30 song hoàc nhién hon nùa, phuong phàp DOODSON ngàn ngày phàn

tfch duoc bón song trén co so chuòi quan trac dò dai mot ngày dém hay 2 ngày

tàch biét Phuong phàp phàn tfch FRANCO dua trén chuòi so lièu lién tue 7 ngày

phàn tfch ra 6 song chfnh Ngày nay nhùng phuong phàp này vàn duoc ùng

dung tòt trong truòng hop co càc chuòi so liéu quan trac lién tue theo dung tièu

chuàn

1.2 - Phuong phàp Maximov phàn tich chuòi dòng chày mot ngày

Phuong phàp MAXIMOV phàn tfch chuòi dòng chày triéu bàn nhàt, toàn

nhàt va 1/4 ngày dua trén già thiét ve su khòng dòi cùa dòng du trong cà chu ky

quan trae Bién thién cùa dòng du co thè là dàng ké, dac biét khi huóng giò thay

dòi do dò xuàt hièn sai so trong khi tinh dòng triéu

De thuàn tién phàn tfch càc véc to dòng chày tóng còng quan trac dugc

phàn thành càc thành phàn huóng theo kinh tuyén (huóng lèn Bàc) V va thành

phàn theo vi tuyén (huóng sang dòng) U

Mot dao dòng bàt ky co thè khai trién thành mot so hCru han hoàc vò han

nhtlng dao dòng hình sin don giàn vói chu ky 1, 2, 3 va k- bòi so va vói dich pha

ban dàu ^^ Mòi thành phàn cùa dòng tóng còng co the biéu dién duói dang;

-V-|.-i., -'y R, cosila ~<pj ( 1 1 )

trong dò: - / t , là phàn khòng dói cùa duòng cong dao dòng, tue thành phàn dòng

du, /?; - nùa bién dò, ^- - pha, k - toc dò dao dòng don thành phàn t- thòi gian

Ap dung còng thuc cosin cùa hiéu ta co:

5 = — /if, + ^ ^4 (cos kt cos {pt, -*- sin kt sin (p^) ( l 2)

A, =^Y Stsm{k—t) B, ^~Y StQosik—t) (1.4)

Trong dò t- càc giò nguyén trong mot ngày song tir 0 giò dén 23 giò cùa

thang già quy uóc, S, - nhùng già tri cùa mot thành phàn dòng chày tòng còng

theo kinh hoàc vi tuyén tuong ùng nhùng già dò

Khi càc tri so A^ va B^- dà biét, càc niia bién dò va pha duoc tfnh theo

nhùng còng thuc:

A,

Nhu vày nhiém vu co bàn cùa phàn tfch diéu hoà dòng triéu là:

1 Ti'nh càc nùa bién dò /?, va R^ cùa càc thành phàn kinh tuyén va vi tuyén va

pha ban dàu ^, cùa dòng triéu toàn nhàt [k-\), bàn nhàt {k-2) va khi càn thiét

co thè cà dòng tricu chu ky 1/4 ngày (A'-4)

2 Tòng hop càc thành phàn kinh tuyén va vi tuyén ta tìm duoc hucyng va toc dò

càc dòng triéu dui ky khàc nhau trong tùng giò cùa ngày mài tràng

3 Tfnh pha hiarng va lòc dò cua òòn'd trièu Icn va dòng trieu xuòng cuc dai

4 Dua vào càc thành phàn kinh va vi tuyén cùa dòng triéu co thè tfnh duoc

nhùng tri so tùng già cuà dòng du theo càc còng thuc:

V=V-(Vi^\'\^+Vj (1.6)

Phuong phàp MAXIMOV duoc su dung vói nhùng vùng chi co chuòi so

liéu dòng chày mot ngày ma khòng co hàng so diéu hoà cùa tram làn càn co

cùng tfnh chat thuy trièu Phuong phàp này khòng tàch riéng ra duoc tùng song

ma chi co the tàch ra duoc nhùng nhóm song co cùng chu ky Co so ly thuyét

cùa phuong phàp MAXIVIOV là dua trèn già thuyét ve su khòng dòi cua dòng

du trong ngày do dò dò chfnh xàc cùa két qua phu thuòc chfnh vào su òn dinh

cùa dòng d\i trong ngày

1.3 - Phàn tich diéu hoà dòng chày chuòi quan trac mot ngày theo phuong

phàp hàng hai

DOODSON va WARBURG là nhùng nguòi de xuàt phuong phàp phàn

tfch này, cho ràng nhùng dac diém chfnh cùa thuy triéu duoc quy dinh bòi 4

song chfnh M 5., K,, Oj Nhùng HSDH cùa chung chiù ành huóng cùa càc diéu

kién dia ly manh hon so vói nhùng song khàc Nhùng song /V_., K^ Pi Q l't chiù

ành huóng cùa càc diéu kién dia phuong va chung co thè duoc xàc dinh mot càch

gàn dung theo bón song chfnh nhò nhùng he thuc rùt ra tu ly thuyét phàn tfch

diéu hoà thuy triéu Do dò, nèu gòp càc song /V_,, K P, O- vào càc song ;V/>, S

A'y, 01 thì còng thuc dò cao muc nuóc thuy triéu se co dang:

z^z,,+Hs:Bf^cos[cis:t-{h^+c^+gs:)ì+H,r.B,,,C.nCOs[ci,rJ-Ìh,,^c,j+g,rJÌ +

«

HKiBKCK^-oslci^,t-ihi^+c^+g^,)ì+Ho,BoCoCOs[cio!f~fh,j+Co+goi^ì- '1-7)

Trong còng thtrc trèn nhùng hiéu chinh B C va /; e thuc chat là nhùng he

so suy thoài ve hièn dò va pha ihicn vàn de tfnh tói sir còng gòp càc song V., K^

PI QI vào càc song chfnh /V/_ S\ K, Oi Hiéu chinh B h phu thuòc vào nani va

ngày quan trac, C phu ihuòc vào ihi sai ngang cua mài tràng va e phu thuòc vào

thòi dicm thucmg dinli mal tiàng tal kinh tuycn Greenwich DO<')SON dà lap

nhùng bang chuyèn dung de tra nhùng hiéu chinh này trong khi phàn tfch diéu

hoà va du tfnh thuy triéu theo phuong phàp cùa mình

De tfnh càc HSDH còng thùe (1.7) duoc rùt gon hon nùa bang càch gòp

bón song vào thành hai: song chu ky nùa ngày ly va song chu ky ngày q, Khi

góp càc song co cùng chu ky nhung khàc bién dò va pha ta càn dua vào nhùng

hiéu chinh cho bién dò va pha Cho gàn dung tri so toc dò góc cùa song bàn nhàt

bang q2=307già song toan nhàt q.^ 15'/giò, bién dòi cosin cùa hièu hai góc va

dua ra càc ky hiéu:

R.cO!ir,=X:: R:Sinr.=^Y, R,cosri^Xi: R^snir.^Y,: (1.8)

Chi só'M" ùng vói song toàn nhàt, chi so "'2" ùng vói song bàn nhàt

Phuong trình dò cao muc nuóc thuy triéu co dang rùt gon :

z=Z,,+X.cos30t+Y Sin30t+Xicosl5r+Yisinì5t (1.9)

Néu biét dò cao muc nuóc tùng giò thì trong phuong trình (21) càc àn so

se là Z,j, X., Y., Xj VI Tri so muc nuóc trung bình Z,, xàc dinh bang càch lày

trung bình còng cùa 24 dò cao muc nuóc trong ngày De xàc dinh càc dai luong

X Y Xj, YI Doodson de xuàt mot phuong phàp còng 24 dò cao muc nuóc tùng

già vói nhùng dàu khàc nhau cùa càc dò cao dò, sao cho sau khi thuc hièn phép

còng (tò hop song) thì càc tòng dò cao cùa ba song triét tiéu, chi con lai mot

tòng, tue bién dò cùa mot song

Bang 1.1 Càc nhàn tu DOODSON dùng de tò hop song

4 + 1 -1 -1 -1 + 1

5 !6

-Hi

-1 -1

+ 1 + 1 -1 -1|-I

^ l i - i

7 + 1 + 1 -1 -1 -1

8

-hi

+ 1 -1 -1

+ 1 + 1 + 1 + 1

17Ì18

1

1920 : i 22 23

+ 1 +11+1 + 1 ^ 1 +1 +1 + 1:+1 +1 + l | + l ; - l

+ 1 -ri

1

+ II+1 + 1Ì+I

+ t -1 + 1

-ri

-1 + 1

+ 1+1 -1;-I

- i j - i i - l i - l i -1

I i ! + 1

-I

+ 1 -1

+ 1 + l | + l , + 1+1 +1 + i : - i i - i -1 -1 -i -1 1 ,

Phucmg phàp Hàng Hai mot ngày dugc su dung tfnh cho chuòi so lièu

dòng chày va muc nuóc mot ngày khi dà biét hàng so diéu hoà cùa tram làn càn

co cùng tfnh chat thuy triéu Két qua tìm duoc hàng so diéu hoà cùa bón song

chfnh cùa thuy triéu là: M S:, Kj 0; càc song con lai co thè tfnh duoc bang càe

he so gàn dùng theo bón song chfnh Tàt nhièn nhùng HSDH này thu duoc là

gàn dùng, chi co y nghla tham khao trong truòng hop co qua ft so lièu quan trac

1.4 - Phàn tich diéu hoa thuy trieu hàng phuong phàp DACWIN

De tàch 2 song co chu ky gàn nhau, co so ly luàn chung nhu sau : Già su

dò cao mire nuóc thùy triéu r, chi góm hai song triéu ( M va S~} co chu ky gàn

bang nhau va co bién dò H va pha g khàc nhau, ta viét

Do su chénh léch ve chu ky dao dòng, hiéu pha giùa hai song triéu bàt ky

sé tàng dàn tu ngày triéu này sang ngày triéu khàc Néu ó ngày thù nhàt hiéu pha

giùa song S va V/, là (p^, thì ó ngày thù hai hiéu dò sé bang </?., ngày thù ba

-^, Sau mot so ngày nhàt dinh hiéu pha dat 360°, tue hai song lai trùng nhau ve

pha Khi khoàng dich chuyèn dat 360^^ song co toc dò góc 5, di qua tàt cà càc vi

tri co thè co so vói song co toc dò góc A/,

Ta se su dung nhùng khài niém trén day de tàch tu dò cao muc nuóc tòng còng

(1.10) thành nhùng song triéu

= "'- = ^ ,

cos(i/ ,,/-g,,J-r;^=//,^cos(./,^/-^,J ( l l l j

Muón vày phài còng càc dò cao tìmg giò z, lày ò cùng mot giò sòne A/, ó

mòi ngày song trong n ngày Do dò càc tung dò cùa song trièu 1/, lai cùng mot

giò song ò tàt cà càc ngày dèu nhir nhau Troni: khi tai chfnh nhùnii nify d<) lumi

IO

dò cùa song triéu S khàc nhau cà ve tri so làn dàu De nhàn thày ràng tòng cùa

tà'l cà càc tung dò cùa song triéu 5, trong n ngày song se bang khòng

Nhu vày dói vói mot giò bàt ky cùa song M dàng thùe

I I I

sé tró thành

p,=p:'-=nzr (1.13)

vi Y^z^' =0 va tung dò song triéu M khòng dòi Tu dò ta co còng thùe tfnh dò

cao muc nuóc cùa song triéu M^:

=r- =-yz (1.14)

Còng thùe trén dùng cho bàt ky già song nào cùa song trièu A/,, vày nò

cho phép tàch 24 tung dò cùa song triéu 1/, ra khói tung dò tòng còng cùa

duòng cong mire nuóc tòng còng r,

Néu thuc hién còng càc tung dò r theo càc ngày song cùa song triéu S

thì song triéu M sé bi loai va ta cùng dugc 24 tri so tung dò cùa song triéu S

Két qua là cho mòi song triéu ta co 24 phuong trình dang:

Bang càch tuong tu ta xàc dinh càc he so A va B cho nhùng song triéu

khàc Theo nguyén tàc trèn, nguòi ta xày dung nhùng biéu màu chuyèn dung tién Igi trong khi phàn tfch thùy triéu

1.5 - Phàn tich diéu hoà bang phuong phàp FR.ANCO

Phuong phàp Franco là phuong phàp tàch càc song thành phàn tu chuòi quan trac lién tue 7 ngày Dàc diém chfnh cua thùy triéu dugc quy dinh bòi bón

song chfnh M.,S.,K^,0^ Nhùng HSDH cùa chung chiù ành huóng cùa càc diéu kién dia ly manh hon so vói nhùng song khàc Nhùng song /V\, K2, Pi Qi l't chiù

ành huóng cùa càc diéu kién dia phuong va chùng co the dugc xàc dinh mot cach gàn dùng theo bón song chfnh nhò nhùng he thùe rùt ra tu ly thuyét phàn tfch diéu hoà thùy triéu

Ngoài ra phuong phàp FRANCO con cho phép tàch dugc hai song thành

phàn nuóc nòng, dò là song M_i va MS^

Néu dua vào càc dói so thién vàn de hiéu chinh cho thành phàn bién dò va pha thì còng thùe xàc dinh bién dò va pha dugc vièt duói dang sau:

R=H.f.(l+wj

- ; = ( Vo+U) + A + co-g * (1.18)

Trong dò : A va co là hai dói so thién vàn hiéu chinh ve pha va chùng phu thuòc vào thòi gian quan trac: w - hiéu chinh ve sai so bién dò cho càc song

co chu ky gàn bang nhau trong qua trình tàch song

Còng thùe dò cao thuy triéu dugc viét lai duói dang sau:

Zt=: A o + H m : f ( l+VV)m: C 0 S ( q m : t - (fVO+Ujm: + Am2 + 03m: - g m : J )

+Hs:.f( l + v v ) s : c o s ( q : t - f(vo+U)s2 + A : + cos: - gs2)) + H k i t \ l + v v ) u c o s ( q k i t - ( ( v o + l j ' ) k t +Aki+Ci)ki - g k i j j +Hi)i.r( t+w)uicos(q i.t-(fVu+U).)i + Aoi + 0) i - g n i ) )

+ Hin4.f( l - ^ W ) , n 4 C 0 S ( q n i t - ((Vf)+U)Mi4 + Ain4 + 0)iii4 - g , n 4 ) )

12

f4=( V0-*-U}m4+Am4 +C0iii4 - gm4 ; e4=( VU+lj')m.s4+Ams4+C0ms4- g nìs4

Cong thùe dò cao thuy triéu dugc bién dòi duói dang sau:

Zt=AOf X2 cos(f2) cos(qm2.t) + X2 sin(f2) sin(qm2.t)

+ Y2 cos(e2) cos(qs2.t) + Y2 sin(e2j sin(qs2.t)

+ Xi cos(fi) cos(qk!.t) + Xi sin(fij sin(qki.t)

•(- Yi cos(ei) cos(qo[.t) + Yi sin(ei) sin(qoi.t)

+ X4 cos(f4) cos(qm4.t) + X4 sin(f4) sin(qm4.t) *

+ Y4 cos(e4j cos(qms4.t) + Y4 sin(e4) sin(qms4.t) (1.20)

Cho gàn dùng tri so toc dò góc cùa song bàn nhàt bang q =30Vgià, song toàn nhàt bang q^ = 157già, song mot phàn tu ngày bang q4=60/già khi dò dùng càc

nhàn tu de tò hgp dò cao song trong 24 giò (xem bang duóij

Néu biét dò cao muc nuóc tùng giò thì trong phuong trình (1.20) càc àn so

sé là Al) Xi Yi X2 Y2 X4 Y4 Tri so muc nuóc trung bình i, xàc dinh bang

càch lày trung bình còn\j cùa 24 dò cao muc ntròc trong ngày De xàc dmh càc dai luong Xi Yi, X: \'i XÀ YA hàng phuong phàp còng 24 dò cao nurc nuóc

tìrng giò vói nhùng dau khàc nhau cua càc dò cao dò sao cho sau khi thuc hicii phép còng (tò hc;rp song) thì càc tòng dò cao cùa nàm song triét ticu chi con lai mot tòng, tue bién dò cùa mot song

13

Càc nhàn tu dùng de tò hgp song trong phuong phàp Franco

1

1 +

1 +

1

1 +

1 1 + 0

1

1 +

1

1 +

CHUONG II XÀY DUNG PHUONG PHAP PHÀN TICH DIÉU HOA BANG

PHUONG PHAP BÌNH PHU'ONG TOI THIÉU 2.1 C o s ò ly thuyét

De àp dung càc so do phàn tfch cùa DACWIN hay FRANCO càc quan trac phài thoà man nhùng yèu càu chat che ve dò dai chuòi: lién tue 7 ngày, nùa

thàng hoàc mot thàng, quan trac phài thuc hién tùng giò Càc phuong tién tinh toàn hién dai cho phép su dung phuong phàp bình phuong nhò nhàt de phàn tich quan trac thùy triéu va dòng triéu trành khói nhugc diém néu trén Phàn ti'ch

diéu hoà theo phuong phàp bình phuong nhó nhàt con cho phép su dung nhùng chuòi quan trac thuc hién ó nhùng thòi ky khàc nhau tai mot diém, tàn dung dò phàn giài trong khi quan trac, nhàt là dói vói nhùng chuòi do dòng chày Trong

so dò chi tiét cùa phucmg phàp này tình tói cà su bién dòi lién tue vói thòi gian cùa càc tham so thién vàn, do dò nàng cao dò chfnh xàc cùa càc hàng so diéu hoà

Còng thùe tinh dò cao thuy triéu bang phuong phàp phàn tfch diéu hoà

dugc biéu dién duói dang sau

z^=A,^Y.J'^'^''^k'^^K^^O-g,] (2.1)

[ = I

Trong d ò : zt - d ò c a o m u c nuóc tai thòi diém t

A^, - d ò c a o m u c nuóc trung bình tai dia diém dà c h o trén so khòng

tram hoàc so khòng dò sàu

(/, - toc dò g ó c cùa càc song thành phàn

/ ' - he so suy giani hièn dò

(r, f//)^ - pha ban dàu cùa song thành phàn trèn kinh luyén Grecnvwch

/l,,g, - hàng so dicu hoà bién dò va pha cùa c à c song thành phàn

r - so phàn trièu ihàiih phàn

15

Ta bién dói còng thùe dò cao muc nuóc triéu (2.1) ve dang thuàn tién cho

so dò phàn tfch diéu hoà bang phuong phàp bình phuong nhò nhàt Nhóm nhùng

dai luong bién thién vói thòi gian va dua ra nhùng ky hiéu :

' a , = / , cos[^/^Gr.(^; ~u)^; ^^

b, =/^sin[g,/+Gr.(Ko+wjJ;

X =H cose ; K = / / , sin ? i=l,2 r (2.3)

khi dò phuong trình dò cao muc nuóc (2.1 ) ùng vói thòi gian ( se co dang sau:

z,^A,^Y.\.^a^),X^^{b,),Y^ 1=1,2 r (2.4)

Nhiém vu là ó chò tu mot he càc phuong trình (2.4), so phuong trình là n

bang so càe so do giàn doan muc nuóc z^ trong chu ky quan trac, phài tìm càc àn 4,w^, va Y^ de tu dò tfnh nhùng hàng so diéu hoà cùa càc phàn triéu:

H^ = / v / T > ^ , g^ = a r c t g ^ (2.5 j

12 Xày dung chuotig trmh

2.2 J Thuqt todn

Viéc giài he n phuong trình tuyén tfnh (2.4) thuc hién bang phuong phàp

bình phuong nhó nhàt Phuong phàp bình phuong nhò nhàt dàm bào tìm càc àn

A^,X._ va >; sao cho ve phài cùa càc phuong trình (2.4) phù hgp tòt nhàt vói càc

già tri muc nuóc r, thuc do, tue làm cho tòng càc bình phuong cùa hiéu muc nuóc quan trac va muc ntróc mò tà bang phuong trình (2.4) trong tàt cà càc quan trac tró thành cuc tièu

X - - < , - X [ ( a ) A - - ( M , K ] m i n

Khào sàt dièu kién ctrc tièu cùa bicu tlufc này theo càc bién -l,,, V va Y

bang càch lày dao hàin ricng theo tùng bièn sé giùp ta rùt ra mot he góm lr-\

pluRyng trìnli dai so tuyén tfnh ihc plurong trình chuàn t a o , trong d('> /- - so càc

piiàn trièu d\soc phàn neh (tu A/, dcn phàn incu duoc quy uóc kv hicu la W ):

16

trong dò ky hiéu | | chi phép lày tóng theo thòi gian tu /, dén ^„

Viéc giài he càc phuong trình trén dugc thuc hién bang mot trong càc so dò cùa phuong phàp tfnh, phuong phàp làp GAUSE-ZEIDEL

2J.2 Phuong phap làp GAUSE-ZEIDEL

Phuong phàp làp GAUSE-ZEIDEL hay con goi là phucmg phàp làp lién tièp de

giài he n phuong trình dai so tuyén tinh AX=B, hay viét duói dang ma tran:

Còng thùe tòng quàt cho so do này nhu sau; Già tri nghièm \^ ò buóc làp

thù (k+1 ) duoc tfnh nhu sau

c ' * ^ " = v ' ^ ' f R'

(/ = 1,2,3, /o

17

- _ Y - w / / ^

Trong dò

; = l , = (

2.2.3 Cdc còng thuc tinh thièn vàn

Nhùng tri so cùa ^j dugc tfnh cho thòi diém dàu quan trac r, theo càc yèu

// - kinh dò chf tuyén trung bình

s - kmh dò chf tu\én trung binh cùa màt tràng

p - kinh dò trung bình cùa càn diém quy dao màt tràng

p^ - kinh dò chf tuyén trung bình cùa càn diém màt tròi

i//, - so ngày Juiian ké tu dai co so ( 1900, 1 thàng giéng, 12 giò)

d, = 365 yy ^ f ^ ddd ~ — hhh ^ 0.5

Trong dò : yy - là hiéu giùa nàm quan trac va nàm 1900

ddd - so ngày tròi qua ké tu dàu nàm dén ngày quan trac thù nhàt

////// - thòi gian tfnh bang giò (tfnh dén mot phàn muòi giò) ké tu 0 giò ngày quan trac thù nhàt dén thòi diém bàt dàu quan trac

Càc dai lugng r,/, i-', Iv" dugc tfnh cho thòi diém t thòng qua kmh dò tiéi

diém lèn cùa quy dao màt tràng V theo càc còng thùe:

Kinh dò tiét diém lèn cùa quy dao màt tràng N dugc tfnh cho thòi diém

dang xét theo còng thùe

N = 259,183275° - 0,0529539222°^,.,

Càe già tri pha ban ban dàu K„, u va he so suy giàm bién dò f dugc tfnh

dua vào càc thòng so thién vàn trèn va tfnh theo càc còng thùe ó bang ( 2 l )

Bang 2.1 : Còng thùe tfnh pha ban dàu V,^ va u cùa càc phàn triéu

Mf

Sa Ssa

30/ + 2h-3s + p 30/ - Ih

s-p

- 2// - 2.S- //

2.-Ih }0t^4h-3s- p

3 0 / - 4 / / - 4 5 30/ + 2 / i - 6 ' - 1 8 0

-0

0

2 / - 2 K

2 i - 2 ^ ' (*)

0

2 / - 2 t ^

- r

0 2(arg^\ ) -{arg.V/, ) { a r g A / , } - ( a r g O , } { a r g A / , ) - ( a r g A ' , ) 2Urg.V, )

largA/, )-{arg.V ) 2(ai-gA/, )-(arg.V,) 2(;iruA/, l-(ar>:.V, )

Toc dò góc qua mot giò trung bình

7 15,041069°

Bang 2.2 : Còng thùe tfnh he so suy giàm bién dò / cùa càe phàn triéu

\ K

0^

M, S:

Mf

Sa Ssa

1 / u : / -

fu,

1.024 + 0,286cos(.V) + 0.008cos(2.V)

1 / / - 1.000-0.130cos(yV)

/ w :

1,043^0.4I4cos(.'V)

1

I / - / , (*)

1 / - 1.013+ 0.168cos(A') - 0.017cos(2.V)

1 /w:

ódày (/, J] - (*) diroc tfnh nhu sau :

, / c o s / / = l - ( ) 2 5 c o s 2 / 7 - ( ) l l c o s ( 2 / ' - , V ) - ( ) 0 2 c ( ) s ( 2 / : » - 2 V ) -().()4cosA^

/ s i n / / = - 0 2 5 sin 2 / » - 0 1 1 sin(2/? - / V ) - 0 0 2 - i n ( 2 / 9 - 2.V) - 0 0 4 s i n V

20

22.4 Thiét làp chuong trình :

Chuong trinh dugc viét theo so dò khói sau

So kiéu dàu vào

Xù ly nhiéu va càe so lieu khon;

hop ly

Tinh thon<!; so thién van

Tinh hàng so diéu hoà

1 So lièu dàu vào : So lièu dàu vào là so liéu do [ìiirc nuiVc diroc lày tir càc tram

quan trac co dinh, làv tùng giò Ywióc khi ^Itra vào tfnh it)àn càn dugc xeni xct

21

loai bò nhùng già tri bàt thuòng, sau dò dugc xù ly nhiéu va làm tron bang phuong phàp tiung bình trugt co trong so (phuong phàp thuòng dugc su diing trong càc tinh toàn thuy vàn)

2 Càc tham so thién vàn dugc tfnh toàn dua trén thòi gian cùa chuòi so liéu dàu vào Dói vói pha ban dàu dugc tfnh cho thòi gian bàt dàu cùa chuòi so liéu càc he so suy giàm bién dò dugc tfnh chi tiét cho tiing thòi diém quan trac

3 Tfnh hàng so diéu hoà : tu két qua tfnh thòng so thièn vàn va so lièu do dac muc nuóc sé dugc dua vào chuong trinh de tfnh hàng so diéu hoà H va g

4 Du bào : Tu càc hàng so diéu hoà nhàn dugc sé cho phép du bào muc nuóc tai thòi diém bàt ky Khi dò càc tham so thièn vàn dugc tfnh lai cho thòi diém càn du bào

2.3 Kiém nghièm chuong trmh

De kiém nghièm va dành già mùc dò chfnh xàc cùa chuong trình, luàn àn

dà tién hành tfnh hàng so diéu hoà (HSDH) va du tfnh thuy triéu tai ba diém dàc trung cho nhùng che dò triéu khàc nhau thuòc dai ven bién Vièt Nam là: tram Hòn Dàu, tram Dà Nàng, tram Vùng Tàu So liéu muc nuóc dua vào là so liéu muc triéu nàm 1998 tu bang thuy triéu Két qua tfnh toàn dugc so sành vói bò hàng so diéu hoà chuàn (bò HSDH này dang dugc TTKTTV Bién su dung de du bào thuy triéu cho càc tram chinh ó dai ven bién Viét Nam)

Dò chfnh xàc cùa bò HSDH nhàn dugc co lién quan chat che dén dò dai

chuòi so liéu dugc dua vào phàn tfch nhung do thòi gian co han cho nén ò day chi dua ra hai truòng hgp dai dién là két qua tfnh toàn tu chuòi so lièu 6 thàng va chuòi 1 nàm Cu thè so liéu so sành tai càc tram nhu sau :

2.3.1 Tram Hòn Dàu

2.3.1.1 Hong so dièu hoà

Két qua tfnh toàn IISDII thuy trièu va HSDH chuàn tai tram Hòn Dàu dtrgc thè hièn trèn bang (2.3) ó day chi dua ra két qua so sành cho 13 song co izià tri dàne ké nhàt

11

Bang 2.3 HSDH chuàn va HSDH tfnh toàn tai tram Hòn Dàu vói chuòi phàn tfch

13.9 355.56

0.73 261.7 0.49 329.1 0.36 200.59 10-18 203.38

5.5 86.86

TB

Sai H(cm)

0.02 0.01 0.02 0.06 0.0!

0.01 0.05 0.1

0.02

0 0.04 0.01 0.04 0.03

so

Gn

0.77 0.29 1.07 1.98 1,38 2.09 0.35 2.44 0.1 6.4 5.09 0.32 20.16

- 1 -1

Tù két qua trén ta thày sai so giùa bién dò trung bình cùa HSDH tfnh toàn

va HSDH chuàn vào khoàng: 0.03 cm, va dò léch pha trung binh giùa chùng vào

khoàng: 3,3° Song Q, là song thành phàn co sai so lón nhàt ve bièn dò (O.lcm)

Song Ssa là song thànli phàn co dò léch pha tucmg dói lón (20.16'^) Càc song

thành phàn con lai co sai so ve pha khòng dàng ké chi vào khoàng mot vài dò Dói vói truòng hgp tfnh HSDH cùa chuòi so liéu 6 thàng, két qua tfnh

cho càc song chfnh dugc tfnh tù chuòi so liéu này cùng khà gàn vói thuc tè Nhu

vày khi càn phàn tfch nhfmg song chfnh de tiét kiém thòi gian co thè dùng chuòi

6 thàng thay cho I nam Két qua tfnh hàng so diéu hoà thùy trièu lai Tram Hòn Dàu Hong iriròng hop ncu trèn dirgc thè hicn trén bang (2.4)

"•^

Bang 2.4 HSDH chuàn va HSDH tfnh toàn tai tram Hòn Dàu vói chuòi phàn tfch

1

5.38 48.64

4 113.12 1.25 80.85 2.09 1 92.31

1

72.16 1 92.33 74.97 i 26.19

1

21.53 8034 14.01 ì 355.36

1

071 1 264.72 0.49 329.69 0.31 1 196.84 10.45

5.56

203.27 85.83

TB

Sai

H(cm)

0.04 0,32 0.01 0.64 0.35 0.92 1.06 0.01

0.04

0 0.09 0.28 0.02 0.29

so

Gn

1.64 6.82 2.11 7.21 1.53 1.91 0.26 2.64

3.12

6.99 1.34 0.42 19.13 4.2

2.3.1.2 Dao dóng muc nuóc

Tù càc HSDH phàn tfch dugc, tién hành tfnh toàn du bào lai muc nuóc triéu, két qua so sành dugc dua ra tai bang (2.5)

24

Bang 2.5 So sành sai so cùa muc nuóc du tfnh so vói

muc nuóc trong bang thuy triéu

11.7

107

10.3

Sai so bình phuong trung bình Icml 5.36

14.8

12.9

12.5

Sai so bình phucmg trung bình (cm]

cm vói chuòi phàn tfch I nàm

Dói vói chuòi phàn tfch 6 thàng già tri sai so co lón hon, sai so tuyét dói là: 14.8cm va sai so bình phuong trung binh là 5.56cm Càc hình 2.1 dén hình 2.4 biéu dién duòng bién trình cùa muc nuóc triéu theo bang triéu va muc nuóc tfnh toàn tai Tram Hòn Dàu trong càc thàng: I, IV, VII, X nàm 1998 ùng vói chuòi phàn tfch l nàm va 6 thàng

2S

- oo IJ

ZI

2S

2.3.2 Tram Dà Nàng

2.3.2.1 Hàng so dièu hoà

Két qua tfnh toàn HSDH thuy triéu cùa luàn àn va HSDH chuàn tai tram Dà

Nàng duoe thè hién trén bang (2.6j

Bang 2.6 HSDH chuàn va HSDH tfnh toàn tai tram Dà Nàng vói chuòi phàn tfch

17.23 5.74 3.74 1.9 19.39

13 5.57 1.99

0 4 0.41 0,2 17.03 6.78

chuàn

Gn

297.9 339.2 277.7 354.1 286.6 240.2 287.3 228.3 240.5 291.2 295.8 241.6 113.1

HSDH n'nh toàn H(cm) G('') 17.21 i 298.23

; 5.64 ! 338.91 3.64 i 277.46

1

1.8 i 354.43 19.37 • 286.58

TB

Sa H(cm) 0.02 0.1 0.1 0.1 0.02

0 0.02 0.01

0 0.1 0.04 0.03 0,02 0.04

so G(^') 0.33

0 2 9 0.24 0.33 0.02 1.47 0.09 0.07 9.06 17.68 9.94 0.09 0.31 3.07 j

So sành két qua HSDH tfnh duoc vói bò HSDH chuàn tai tram Dà nàng ta thà'y bièn dò trung bình cùa HSDH tfnh toàn va HSDH chuàn sai léch khòng

dàng ké ehi vào khoàng: 0.04 cm, dò léch pha giùa chùng cùng chi khoàng trén dtròi 3" Song S2 N2 va song K2 là càc song thành phàn co sai so lón nhàt ve bièn dò (0.1 cm) Song MS4 M4, M6 là càc song thành phàn co dò léch pha dàng kè (17.6(S" 9.0ò ", 9.94") Càc song thành phàn eòn lai co sai so ve pha urcrng dòi nhò vào klu>ang tù 0" - 2"

Trt)ng trtròng hop phan deh IISDll cua chuòi so licu 6 thàng kcì qua linh

elio càc sówz chfnh K\I[OC tfnh tir chuòi so lieu nà\' cvwvz khà Liàn \ó\ ihuc le Két

30

qua tinh hàng so diéu hoà thùy triéu tai tram Dà Nàng trong truòng hop nèu trèn

duoc thè hién trén bang (2.7)

Bang 2.7 HSDH chuàn va HSDH tfnh toàn tai tram Dà Nàng vói chuòi phàn

17.23

5.74

3.74 1.9 19.39

13 5.57 1.99 0.4

0 4 1

0 2 17.03 6.78

chuàn G(") 297,9 339,2 277.7 354,1 286.6 240.2 287.3 228.3 240.5 291.2 295.8 241.6 113,1

HSDH 6 thàng H(cm) G(^) l~ 23 297.88 5,32 , 357.47 3.63 277.61 2.06 24.76 19.4 ; 286.48

i 13.14 241.52 5.75 287.71 2.06 1 229.78

1 0.45 1 249.96 0.29 1 269

0 2 7 ' 291.57 17,39 240,71 6,84 111,92

; 0.05 0.12 0.07

; 0.36 0.06 0.13

so

G i ^ 0.02 I.^,2~

0.09 30.66

a 12 1.32 0.41 1.48 1

1 9.46 ''2 2 4.23 0.89 1.18 6.94 !

2.3.2.2 Dao dóng mite nuóc #

Tù càc HSDH phàn tfch duoc tién hành tfnh toàn du bào lai muc nuóc

triéu Co thè thày két qua du tfnh thuy triéu tai tram Dà Nàng cùa luàn àn so vói

so liéu bang tnéu dat dò chfnh xàc khà cao sai so trung bình cùa bièn dò triéu

vào khoàng: 3.19 cm sai so tuyét dói lòn nhàt 10.7cm vói truòng hop phàn tfch

chuòi 1 nàm

Dói vói truòng hop phàn tfch chuòi so hèu 6 thàng, sai so trung binh cua

bièn dò triéu vào khoàng 3.61 ciiì va sai so lón nhàt tuyét dòi là: 12.9cm (,\cm

hàng 2.5) Càc liiiih lù: hinh 2.5 den hình 2.S hièu dièn du{rng bieìi trinh cua

nurc nuóc iriéu theo bang ihuy iriéu va iinh loàn lai Tram Da Nàng {n.mii càc

thàng: 1, IV, VII, X nani 199S ùng vói chuoi phan tfch l nàm va ò thàng

31

112 115.5 312.2 262.5 311.6 239.7 249.5 358.6 157.2 285.3 103.6

HSDH tfnh toàn H{cm)

79.17 30.67 15.19 8.85 59.65 45.13 19.49 8.65 1.21 2.75 0.03 22.55 S.06

G(") 36.07 81.06 122.36

1 18.5 313.78 260.36 311.83 236.96 251.1 360.21 138.19 285.32 104.22

TB

Sai H(cm) 0.01 0.04 0.07

0 0.14 0.09 0.08 0.06 0.02 1.05 0.45 0.13 0.02 0.17

i 0.62 1 3.3

Tai tram VQng Tàu sai so giùa bièn dò trung binh ciìa HSDH tfnh toàn dirac cùa luàn àn va HSDH chuàn vào khoàng: 0.17 cm dò léch pha trung bình giCra chung là khoàng: 3.3 " càc song N2, M6 co dò léch pha khà lón ( 10.36 " ,19.01 '' ) su sai léch pha cua càc song thành phàn con lai chi vao khoàng iren

Bang 2.9 HSDH chuàn va HSDH tfnh toàn tai tram Vùng Tàu vói chuòi phàn

112

! 15.5 312.2 262.5

31 1.6 239.7 249.5 358.6 157.2 285.3 103.6

HSDH 6 thàng H(cm) G( ) 79.01 36.11 30.36 81.52 15.18 125.24 9.01 1 19.38 59,42 313.59 45.4 260.44 19.99 313.04

H.^5 237.15

1.24 252.36 2.72 359.34 0.05 135.07 22.48 285.36

1 7.97 104.12

SO

Gì )

0,25 u.e>2 13.24 3.88 1.39 2.06 1.44 2.55 2.86 0.74 22.13 0.06 0.52 4.00 '

2.3.3.2 Dao dóng mite nuóc •

Tù càc HSDH phàn tfch dirac tién hành tfnh toàn dir bào lai mire nuóc

triéu Co thè thày két qua dir tfnh thiiy tnéu tai tram VQng Tàu ciìa luàn àn so

vói so liéu bang thuy triéu dat dò chfnh \àc khà cao, sai so tuyét dói lón nhàt cùa

bièn do triéu vào khoàng: 10.3cm, sai so bình phuong trung bình là 4.25cm vói

phàn tfch chuòi 1 nàm Dòi vói phàn tfch chuòi so liéu 6 thàng sai so tuyét dói

k'rn nhài cùa bièn dò trièu vào khoàng 12.5 cm va sai so bình phirong trune bình

khoàng : 4.35cm (.xeni bang 2.5) Càe hình 2.9 dén hình 2.12 bieu dlèn diròng

bièn trình eiìa niire iiiroe iriéu iheo hang thuy trieu va u'nh toàn tai Tram X'ùm:

Tàu trong cac ihang: l IV , VII, X nam 199S ùng vói chuói phan deh 1 nani va 6

ihànu

37

3,S

- CN

39