Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 12636-10:2021 Quan trắc khí tượng thủy văn - Phần 10: Quan trắc lưu lượng chất lơ lửng vùng sông không ảnh hưởng thủy triều

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13636-10:2021

QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN -

PHẦN 10: QUAN TRẮC LƯU LƯỢNG CHẤT LƠ LỬNG VÙNG SÔNG

KHÔNG ẢNH HƯỞNG THỦY TRIỀU

Hydro- Meteorological Observations -
Part 10: Observation of suspended sediment discharge in river on non - tidal affected zones

Lời nói đầu

TCVN 12636-10:2021 do Tổng cục Khí tượng Thủy văn biên soạn, Bộ Tài nguyên và Môi trường đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 12636 Quan trắc khí tượng thủy văn có 13 phần gồm các tiêu chuẩn sau:

- TCVN 12636-1:2019, Phần 1: Quan trắc khí tượng bề mặt;

- TCVN 12636-2:2019, Phần 2: Quan trắc mực nước và nhiệt độ nước sông;

- TCVN 12636-3:2019, Phần 3: Quan trắc hải văn;

- TCVN 12636-4:2020, Phần 4: Quan trắc bức xạ mặt trời;

- TCVN 12636-5:2020, Phần 5: Quan trắc tổng lượng ô zôn khí quyển và bức xạ cực tím;

- TCVN 12636-6:2020, Phần 6: Quan trắc thám không vô tuyến;

- TCVN 12636-7:2020, Phần 7: Quan trắc giỏ trên cao;

- TCVN 12636-8:2020, Phần 8: Quan trắc lưu lượng nước sông vùng không ảnh hưởng thủy triều;

- TCVN 12636-9:2020, Phần 9: Quan trắc lưu lượng nước sông vùng ảnh hưởng thủy triều;

- TCVN 12636-10:2021, Phần 10: Quan trắc lưu lượng chất lơ lửng vùng sông không ảnh hưởng thủy triều;

- TCVN 12636-11:2021, Phần 11: Quan trắc lưu lượng chất lơ lửng vùng sông ảnh hưởng thủy triều;

- TCVN 12636-12:2021, Phần 12: Quan trắc ra đa thời tiết;

- TCVN 12636-13:2021, Phần 13: Quan trắc khí tượng nông nghiệp.

QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN -
PHẦN 10: QUAN TRẮC LƯU LƯỢNG CHẤT LƠ LỬNG VÙNG SÔNG
KHÔNG ẢNH HƯỞNG THỦY TRIỀU

Hydro - Meteorological Observations -
Part 10: Observation of suspended sediment discharge in river on non - tidal affected zones

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu về quan trắc lưu lượng chất lơ lửng vùng sông không ảnh hưởng thủy triều.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 6625-2000, Chất lượng nước - Xác định chất rắn lơ lửng bằng cách lọc qua cái lọc sợi thủy tinh; TCVN 12635-2:2019, Công trình quan trắc khí tượng thủy văn - Phần 2: Vị trí, công trình quan trắc đối với trạm thủy văn;

TCVN 12636-2:2019, Quan trắc khí tượng thủy văn Phần 2: Quan trắc mực nước và nhiệt độ nước sông;

TCVN 12636-8:2020, Quan trắc khí tượng thủy văn - Phần 8: Quan trắc lưu lượng nước sông vùng không ảnh hưởng thủy triều;

TCVN 12904-2020, Yếu tố khí tượng, thủy văn thưật ngữ và định nghĩa.

3  Thuật ngữ, định nghĩa

Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa nêu trong TCVN 12904:2020 và các thuật ngữ, định nghĩa sau:

3.1

Hàm lượng chất lơ lửng đại biểu tương ứng (Corresponding representative suspended sediment concentration)

Hàm lượng chất lơ lửng của mẫu nước được lấy tại thủy trực đại biểu trong thời gian đo lưu lượng chất lơ lửng trên toàn mặt cắt ngang.

3.2

Hàm lượng chất lơ lửng mặt cắt ngang (Cross-sectional suspended sediment concentration)

Hàm lượng chất lơ lửng được đo và tính theo quy định cho toàn mặt cắt ngang.

3.3

Độ đục nước sông (Turbidity of river water)

Sự giảm độ trong của nước sông do sự có mặt của các chất không tan.

4  Vị trí quan trắc, công trình quan trắc

Vị trí quan trắc, công trình quan trắc thực hiện theo quy định tại Điều 7.1 và 7.2 TCVN 12635-2:2019.

5  Thiết bị đo hàm lượng chất lơ lửng

5.1  Thiết bị lấy mẫu nước và dụng cụ đựng mẫu nước

5.1.1  Thiết bị lấy mẫu nước

- Thiết bị lấy mẫu nước kiểu chai:

+ Dung tích chai từ 1 I, 2 I, 5 I, nên có vạch chia đến 0,2 I;

+ Khi tốc độ nhỏ hơn hoặc bằng 1,50 m/s và độ sâu thủy trực nằm trong khoảng từ 1,0 m đến 2,0 m dùng thiết bị lấy mẫu nước kiều chai lắp trên sào;

+ Khi tốc độ lớn hơn 1,50 m/s và độ sâu thủy trực lớn hơn 2,0 m dùng thiết bị lấy mẫu nước kiểu chai lắp trong cá sắt.

- Thiết bị lấy mẫu nước kiểu ngang:

+ Thiết bị phải đảm bảo lấy đủ thể tích theo quy định;

+ Không bị biến dạng trong quá trình sử dụng.

Các loại thiết bị lấy mẫu nước quy định tại Phụ lục A.

5.1.2  Dụng cụ đựng mẫu nước

- Không hấp thu hoặc sinh ra các chất lơ lửng;

- Dung tích đựng mẫu nước lớn hơn thể tích mẫu nước từ 10 % đến 20 %.

5.1.3  Ống đo thể tích mẫu nước

- Trong suốt, hình trụ có vạch chia chính xác đến 0,2 ml;

- Thể tích đo được từ 1 I đến 2 I.

5.2  Thiết bị đo trực tiếp hàm lượng chất lơ lửng

- Phạm vi đo từ 0 g/m³ đến 20 000 g/m³;

- Sai số tối đa ± 2 % kết quả đo;

- Phải có đầy đủ hướng dẫn kỹ thuật;

- Khi đưa vào sử dụng thiết bị phải được kiểm định, hiệu chuẩn theo quy định.

6  Đo lưu lượng chất lơ lửng

6.1  Đo lưu lượng chất lơ lửng đồng thời với đo lưu lượng nước

6.1.1  Điều kiện áp dụng

- Đo lưu lượng chất lơ lửng cùng thời gian với đo lưu lượng nước mặt cắt ngang;

- Đủ nhân lực;

- Phương tiện đo đầy đủ, hoạt động tốt;

- Đo lưu lượng nước bằng thiết bị không tự động.

6.1.2  Nội dung công việc

- Đo lưu lượng nước sông;

- Lấy mẫu nước chất lơ lửng hoặc đo trực tiếp hàm lượng chất lơ lửng tại các thủy trực;

- Lấy mẫu nước tương ứng tại thủy trực đại biểu.

6.1.3  Bố trí thủy trực đo hàm lượng chất lơ lửng

6.1.3.1  Nguyên tắc

- Thủy trực đo hàm lượng chất lơ lửng bố trí trùng với thủy trực đo tốc độ khi đo lưu lượng nước;

- Bố trí thủy trực đo hàm lượng chất lơ lửng căn cứ vào hình dạng mặt cắt ngang, sự biến đổi của tốc độ dòng chảy và phân bố hàm lượng chất lơ lửng trong mặt cắt ngang. Vùng chủ lưu bố trí nhiều thủy trực, bãi tràn bố trí ít hơn ở lòng chính.

6.1.3.2  Số lượng thủy trực đo hàm lượng chất lơ lửng trên mặt cắt ngang

Số lượng thủy trực đo hàm lượng chất lơ lửng trên mặt cắt ngang bằng hoặc ít hơn số lượng thủy trực đo tốc độ. Số lượng thủy trực tối thiểu quy định tại Bảng 1.

Bảng 1 - Số lượng thủy trực đo hàm lượng chất lơ lửng trên mặt cắt ngang

6.1.3.3  Định vị thủy trực trên mặt cắt ngang

- Nơi có công trình đo, định vị thủy trực bằng sơn, khắc, treo biển trên cầu, trên cáp thủy trực, v.v...;

- Nơi không có công trình đo, định vị thủy trực bằng hệ thống cọc tiêu, máy sếc tăng, máy kinh vĩ.

6.1.3.4  Vị trí thủy trực đại biểu

- Thủy trực đại biểu phải chọn trong số các thủy trực trên toàn mặt cắt ngang, có tính đại biểu cho toàn mặt cắt ngang;

- Vị trí thủy trực đại biểu đảm bảo thuận tiện, an toàn cho việc lấy mẫu đại biểu hàng ngày;

- Đảm bảo tương quan giữa hàm lượng chất lơ lửng mặt cắt ngang và hàm lượng chất lơ lửng đại biểu (ρ_mn = f(ρ_đb)) đạt yêu cầu theo quy định tại Phụ lục D.

6.1.4  Thể tích mẫu nước

Thể tích mẫu nước phải đảm bảo như quy định tại Bảng 2.

Bảng 2 - Thể tích mẫu nước theo hàm lượng chất lơ lửng

6.1.5  Phương pháp lấy mẫu nước, đo trực tiếp hàm lượng chất lơ lửng

6.1.5.1  Phương pháp lấy mẫu nước

6.1.5.1.1  Phương pháp tích sâu

a) Điều kiện áp dụng

- Độ sâu lớn hơn hoặc bằng 1 m;

- Lấy mẫu nước bằng thiết bị kiểu chai.

b) Lấy mẫu nước

- Căn cứ vào độ sâu và tốc độ nước đề chọn dung tích chai lấy mẫu nước và cách lấy mẫu nước thích hợp, theo quy định tại Bảng 3.

Bảng 3 - Dung tích chai lấy mẫu nước và cách lấy mẫu nước

- Khi dùng thiết bị kiểu chai thực hiện theo quy định tại A.1, Phụ lục A và theo quy định sau:

+ Thả và kéo thiết bị lấy mẫu nước không quá 1/3 tốc độ trung bình dòng nước trên thủy trực, thiết bị lấy mẫu nước không được chạm đáy sông;

+ Thể tích mẫu nước phải đạt khoảng 0,8 đến 0,9 dung tích chai lấy mẫu nước.

- Khi hàm lượng chất lơ lửng trung bình mặt cắt ngang nhỏ hơn 20 g/m³ thì:

+ Tất cả mẫu nước trên toàn mặt cắt ngang đổ vào lọc chung;

+ Thể tích mẫu nước lọc chung tối thiểu 10 I;

+ Thể tích mẫu nước tại các thủy trực trên mặt cắt ngang không chênh nhau ± 10 %;

+ Tại thủy trực đại biểu lấy hai mẫu nước, trong đó một mẫu nước đổ vào lọc chung trên toàn mặt cắt ngang và một mẫu nước lọc riêng đại diện cho hàm lượng chất lơ lửng thủy trực đại biểu.

6.1.5.1.2  Phương pháp tích điểm

a) Điều kiện áp dụng

- Độ sâu từ 0,3 m đến 25,0 m;

- Lấy mẫu nước bằng thiết bị kiểu chai, kiểu ngang;

- Không áp dụng phương pháp này trong trường hợp lũ lên, xuống nhanh;

- Thiết bị lấy mẫu nước không được chạm đáy sông.

b) Lấy mẫu nước

- Độ sâu để đo theo phương pháp tích điểm, quy định tại Bảng 4.

Bảng 4 - Độ sâu thích hợp để đo theo phương pháp tích điểm

- Khi dùng thiết bị kiểu chai lấy mẫu nước theo phương pháp tích điểm thực hiện theo quy định tại A.1, Phụ lục A;

- Khi dùng thiết bị kiểu ngang lấy mẫu nước theo phương pháp tích điểm thực hiện theo quy định tại A.2, Phụ lục A và quy định sau: Nếu các mẫu nước được xử lý riêng thì tại mỗi vị trí lấy mẫu nước đều phải đo tốc độ dòng nước, trừ trường hợp đo một điểm ở 0,6h hay 0,5h dùng tốc độ trung bình thủy trực.

- Khi hàm lượng trung bình mặt cắt ngang nhỏ hơn 20 g/m³ thì:

+ Tất cả mẫu nước trên toàn mặt cắt ngang đổ vào lọc chung;

+ Thể tích mẫu nước lọc chung tối thiều 101;

+ Tại thủy trực đại biểu lấy hai mẫu nước, trong đó một mẫu nước đồ vào lọc chung trên toàn mặt cắt ngang và một mẫu nước lọc riêng đại diện cho hàm lượng chất lơ lửng thủy trực đại biểu.

6.1.5.2  Phương pháp đo trực tiếp hàm lượng chất lơ lửng

6.1.5.2.1  Điều kiện áp dụng

- Trước khi đưa vào sử dụng, thiết bị phải được kiểm định tại trạm đo theo hướng dẫn kỹ thuật của nhà sản xuất.

- Đối với thiết bị kết quả đo là độ đục:

+ Độ đục nước nằm trong phạm vi cho phép của thiết bị đo;

+ Tại mỗi trạm đo, trong cả mùa cạn và mùa lũ phải định kỳ thực hiện đồng thời giữa đo trực tiếp hàm lượng chất lơ lửng bằng thiết bị đo độ đục và lấy mẫu xác định hàm lượng chất lơ lửng để kiểm tra các thông số kỹ thuật của thiết bị;

+ Tương quan giữa hàm lượng chất lơ lửng với độ đục thực đo Pd = f(N) đạt yêu cầu nếu có: 75 % số điểm trở lên nằm trong phạm vi đường bao ± 10 % so với đường trung bình; không có các điểm thiên lệch hệ thống.

Hình 1 - Tương quan giữa hàm lượng chất lơ lửng với độ đục thực đo

+ Tính sai số σ_ρ của đường tương quan ρ_đ = f(N) theo công thức:

Trong đó:

ρ_t là hàm lượng chất lơ lửng tra trên đường tương quan ρ_đ = f(N) (g/m³);

ρ_đ là hàm lượng chất lơ lửng xác định bằng phương pháp lấy mẫu nước (g/m³);

i là chỉ số, i = 1 ÷ n;

n là số lần đo lưu lượng chất lơ lửng tham gia tính toán. Nếu n nhỏ hơn 30 thi trong công thức trên mẫu số tính là n -1.

- Đối với thiết bị kết quả đo là hàm lượng chất lơ lửng:

+ Điều kiện áp dụng, đo đồng thời để kiểm tra các thông số kỹ thuật, cách xây dựng tương quan tương tự như thiết bị cho kết quả đo là độ đục nêu trên;

+ Tính sai số σ_pn của đường tương quan ρ_m = f(ρ_đ) theo công thức:

Trong đó:

ρ_m là hàm lượng chất lơ lửng đo bằng máy (g/m³);

ρ_đ là hàm lượng chất lơ lửng xác định bằng phương pháp lấy mẫu nước (g/m³);

i là chỉ số, i = 1 ÷ n;

n là số lần đo lưu lượng chất lơ lửng tham gia tính toán. Nếu n nhỏ hơn 30 thì trong công thức trên mẫu số tính là n -1.

- Khi sai số điểm đo σ_ρ, σ_ρn ≤ 10 % đạt yêu cầu, đưa thiết bị thu thập số liệu;

- Thiết bị đo hàm lượng chất lơ lửng di động trên sông: Bố trí thủy trực đo theo quy định tại 6.1.3;

- Thiết bị đo hàm lượng chất lơ lửng tại thủy trực đại biểu: Thiết bị đo hàm lượng chất lơ lửng phải được lắp đặt cố định tại vị trí thủy trực đại biểu, đảm bảo chắc chắn, ổn định;

- Từ giá trị độ đục (N) đo được bằng thiết bị đo độ đục tra quan hệ ρ_đ = f(N) được hàm lượng chất lơ lửng thực đo (ρ_tđ);

- Từ giá trị hàm lượng chất lơ lửng (ρ_m) đo được bằng thiết bị đo độ đục tra quan hệ ρ_m = f(ρ_đ) được hàm lượng chất lơ lửng thực đo (ρ_tđ).

6.1.5.2.2  Phương pháp đo

- Số điểm đo, vị trí điểm đo thực hiện theo quy định tại Bảng 4;

- Đưa thiết bị đến vị trí điểm đo, chờ cho thiết bị ở trạng thái ổn định, xác định hàm lượng chất lơ lửng tại điểm đo.

6.1.6  Chế độ đo lưu lượng chất lơ lửng

a) Đối với các trạm mới thành lập, trong 3 năm đầu

- Mùa cạn: đo từ 8 đến 10 lần, ít nhất mỗi tháng đo một lần, trong đó khoảng thời gian giữa hai lần đo liên tiếp không quá 30 ngày:

- Mùa lũ: đo từ 25 đến 30 lần, tập trung bố trí đo dày ở con lũ đầu mùa, con lũ lớn nhất năm và những con lũ đột xuất có hàm lượng chất lơ lửng lớn;

- Phải bố trí ít nhát 20 % số lần đo theo phương pháp tích điểm.

b) Đối với các trạm đo lưu lượng chất lơ lửng trên 3 năm

Nếu trạm có đường quan hệ hàm lượng chất lơ lửng thực đo mặt cắt ngang và hàm lượng chất lơ lửng đại biểu tương ứng là đường thẳng đạt yêu cầu (sai số σ ≤ 10 %) thì:

- Mùa cạn: đo từ 5 đến 8 lần, giữa hai lần đo liên tiếp không quá 30 ngày;

- Mùa lũ: đo từ 20 đến 25 lần, số làn đo tập trung nhiều vào đầu mùa lũ, lũ lớn nhất năm và những con lũ đột xuất có hàm lượng chất lơ lửng lợn;

- Phải bố trí ít nhất 20 % số làn đo theo phương pháp tích điểm.

6.1.7  Lấy mẫu nước đại biểu tương ứng

a) Phương pháp lấy mẫu nước

- Trong mỗi lần đo lưu lượng chất lơ lửng đều phải lấy mẫu nước đại biểu tương ứng;

- Phương pháp và thiết bị lấy mẫu nước đại biểu tương ứng thống nhất với phương pháp và thiết bị lấy mẫu nước khi đo lưu lượng chất lơ lửng mặt cắt ngang;

- Mẫu nước đại biểu tương ứng được xử lý riêng.

b) Thể tích mẫu nước: Thực hiện theo quy định tại 6.1.4.

6.2  Đo lưu lượng chất lơ lửng không đồng thời với đo lưu lượng nước

6.2.1  Điều kiện áp dụng

- Khi số lần đo lưu lượng chất lơ lửng vượt quá số lần đo lưu lượng nước mặt cắt ngang, số lần đo vượt được phép dùng phương pháp này;

- Trường hợp Trạm thiếu nhân lực;

- Phương tiện đo lưu lượng nước bị hỏng;

- Đo lưu lượng nước bằng thiết bị tự động.

6.2.2  Nội dung công việc

6.2.2.1  Đối với thiết bị lấy mẫu nước thủ công

- Quan trắc mực nước lúc bắt đẩu đo và kết thúc đo;

- Xác định vị trí mép nước bờ phải, bờ trái và độ rộng mặt nước;

- Đo độ sâu tại các thủy trực lấy mẫu nước;

- Lấy mẫu nước theo phương pháp tích sâu tại các thủy trực lấy mẫu nước. Nếu độ sâu nhỏ hơn 1 m thì lấy ở điểm 0,5h hoặc 0,6h theo phương pháp tích điểm. Việc lấy mẫu nước theo phương pháp tích sâu và tích điểm thực hiện theo quy định tại 6.1.5.1.1 và 6.1.5.1.2;

- Lấy mẫu nước đại biểu tương ứng tại thủy trực đại biểu;

- Toàn bộ mẫu nước được gộp chung lại thành mẫu nước mặt cắt ngang để xử lý chung.

6.2.2.2  Đối với thiết bị đo trực tiếp hàm lượng chất lơ lửng

6.2.2.2.1  Điều kiện áp dụng

Thực hiện theo quy định tại 6.1.5.2.1.

6.2.2.2.2  Phương pháp đo

Thực hiện theo quy định tại 6.1.5.2.2.

7  Lấy mẫn nước đại biểu hàng ngày

7.1  Vị trí lấy mẫu nước

- Mẫu nước đại biểu hàng ngày được lấy tại thủy trực đại biểu;

- Nếu có hai thủy trực đại biểu thì lấy mẫu nước tại hai thủy trực đại biểu.

- Một số trường hợp, cần lưu ý năm đầu tiên quan trắc lưu lượng chất lơ lửng, chưa có số liệu để nghiên cứu, phân tích chọn thủy trực đại biểu, thủy trực đại biểu được chọn một trong các thủy trục nằm trên chủ lưu dòng chảy hoặc ở nơi có độ sâu lớn nhất. Sau một năm đo đạc phải nghiên cứu chọn thủy trực đại biểu chính thức:

+ Khi mặt cắt ngang chỉ dùng một thủy trực để quan trắc lưu lượng chất lơ lửng, thì thủy trực đó là thủy trực đại biểu;

+ Sau khi nghiên cứu không chọn được một thủy trực nào đại biểu, có thể chọn hai thủy trực để nghiên cứu phân tích. Kết quả phải đạt được các yêu cầu quy định tại 6.1.3.4, khi đó mẫu nước lấy ở hai thủy trực được gộp chung, đại biểu cho toàn mặt cắt ngang.

7.2  Thiết bị lấy mẫu nước và dụng cụ đựng mẫu nước

Thực hiện theo quy định tại Điều 5.1.

7.3  Phương pháp lấy mẫu nước, do trực tiếp hàm lượng chất lơ lửng

Thực hiện theo quy định tại 6.1.5.

7.4  Thể tích mẫu nước

Thực hiện theo quy định tại 6.1.4.

7.5  Chế độ lấy mẫu nước

7.5.1  Mùa lũ

- Khi hàm lượng chất lơ lửng biến đổi chậm, mỗi ngày lấy mẫu nước đại biểu một lần vào 7 giờ;

- Khi hàm lượng chất lơ lửng biến đổi nhanh, mỗi ngày lấy mẫu nước đại biểu hai lần vào 7 giờ và 19 giờ;

- Trường hợp lũ lớn hoặc có nguồn chất lơ lửng bổ sung đặc biệt lớn, cần tăng thêm số lần lấy mẫu nước đại biểu;

- Tất cả các mẫu nước đại biểu trong mùa lũ đều được xử lý riêng.

7.5.2  Mùa cạn

- Lấy mẫu nước vào 7 giờ hàng ngày và xử lý như sau:

+ Khi hàm lượng chất lơ lửng lớn hơn 100 g/m³ các mẫu xử lý riêng cho từng ngày;

+ Khi hàm lượng chất lơ lửng 50 g/m³ ≤ ρ ≤ 100 g/m³ hỗn hợp mẫu 2 ngày xử lý chung;

+ Khi hàm lượng chất lơ lửng 20 g/m³ ≤ ρ < 50 g/m³ hỗn hợp mẫu 5 ngày xử lý chung;

+ Khi hàm lượng chất lơ lửng nhỏ hơn 20 g/m³ từ 3 ngày đến 5 ngày lấy mẫu một lần xử lý riêng.

- Nếu hàm lượng chất lơ lửng trong sông biến đổi nhiều, cần lấy mẫu nước bổ sung;

- Khi đo lưu lượng chất lơ lửng toàn mặt cắt ngang, mẫu nước lấy tại thủy trực đại biểu được coi như một lần lấy mẫu nước đại biểu.

8  Xử lý mẫu nước và xác định khối lượng mẫu chất lơ lửng

8.1  Yêu cầu chung

- Xử lý mẫu nước phải kịp thời để xác định khối lượng chất lơ lửng tránh mẫu nước bị thất thoát;

- Mẫu nước phải được xử lý sơ bộ tại trạm lấy mẫu nước (trạm), sau đó gửi về phòng phân tích để xử lý tiếp;

- Xác định khối lượng giấy lọc và xác định khối lượng mẫu chất lơ lửng phải cùng một phòng phân tích;

- Mẫu biểu và cách ghi kết quả đo, xử lý mẫu nước chất lơ lửng thực hiện theo quy định tại Phụ lục C.

8.2  Xử lý mẫu nước tại trạm

8.2.1  Phòng xử lý mẫu nước

a) Phòng xử lý mẫu nước ở trạm phải đủ ánh sáng, khô ráo, sạch sẽ, nền lát gạch hay tráng xi măng.

b) Trang thiết bị kỹ thuật của phòng xử lý mẫu nước

- Tủ lọc mẫu: dùng tủ kính khung nhôm đủ lớn để lọc hết mẫu nước, có giá để lọc mẫu nước, chắc chắn, thuận tiện, kín;

- Giấy lọc phải đạt các yêu cầu sau:

+ Dày và dai, không hòa tan trong nước, không để các chất mịn lọt qua, đảm bảo lọc mẫu nước nhanh;

+ Sau khi sấy khô, khả năng hút ẩm ít;

+ Được cắt theo hình tròn, cân, sáy, xác định khối lượng từng tờ, ghi thông tin giấy lọc bằng bút chì và được bảo quản, chống ẩm.

- Ống đong thể tích theo quy định tại 5.1.3;

- Dụng cụ hứng nước đã lọc theo quy định tại 5.1.2;

- Phễu lọc phải bằng thủy tinh hoặc vật liệu trong suốt dễ quan sát, bề mặt phía trong phải nhẵn, ít biến dạng khi sử dụng;

- Đũa thủy tinh có chiều dài từ 30 cm đến 60 cm, đường kính 10 mm, chịu nhiệt tốt;

- Đĩa sứ loại có đường kính từ 14 cm đến 30 cm;

- Nhiệt kế đo nhiệt độ nước loại không có vỏ bọc, thang chia độ có độ phân giải lớn nhất nhỏ hơn hoặc bằng 0,2 °C;

- Chậu rửa có đường kính từ 40 cm đến 50 cm;

- Dụng cụ rửa chai, khăn lau phải sạch sẽ;

- Tủ bảo quản các vật dụng như giấy lọc, giấy đã lọc mẫu nước phải kín chống côn trùng gặm nhám;

- Tủ kính để phơi khô giấy lọc đã lọc mẫu nước, có bánh xe để di chuyển, phải đủ lớn để phơi hết giấy lọc của trạm.

8.2.2  Xử lý mẫu nước sơ bộ

a) Ghi chép đầy đủ: vị trí lấy mẫu nước, vị trí điểm đo, vị trí thủy trực, phương pháp lấy mẫu nước, thời gian lấy mẫu nước, mẫu nước xử lý hỗn hợp hay lọc riêng, mẫu nước đại biểu tại trạm.

b) Xác định thể tích mẫu nước

- Xác định thể tích mẫu nước ngay tại hiện trường sau khi lấy mẫu nước;

- Xác định bằng ống đong thể tích, bảo đảm đọc thể tích mẫu nước với sai số không quá ± 1 % thể tích mẫu nước của mẫu;

- Khi đổ mẫu nước sang ống đo, đổ hết cả chất lơ lửng và nước đảm bảo mầu nước không được tăng lên hoặc giảm đi. Ghi chép cẩn thận số hiệu mẫu nước của từng chai, tránh lẫn lộn;

- Khi dùng thiết bị lấy mẫu nước kiểu chai, xác định thể tích mẫu nước trên chai lấy mẫu nếu chai đó có vạch xác định thể tích, xem Hình 2.

Hình 2 - Xác định thể tích mẫu nước

c) Để lắng mẫu nước

- Cho mẫu nước vào chai hoặc thùng đựng mẫu đậy kín miệng để lắng.

- Thời gian để lắng phải:

+ Đủ dài để lẳng hết chất lơ lửng;

+ Khối lượng chất lơ lửng chứa trong nước trong đã hút ra so với khối lượng chất lơ lửng còn lại trong mẫu không vượt quá 1 %.

- Dùng ống xi phông hút nước trong ra, làm nhẹ nhàng, không được đề chất lơ lửng bị khuấy động, xem Hình 3.

- Nếu dung tích mẫu nước không lớn lắm, lọc trực tiếp không cần để lắng.

Hình 3 - Xi - phông

8.2.3  Lọc mẫu nước

- Lọc mẫu nước bằng giấy lọc, khi bắt đầu lọc, ghi tiếp số hiệu mẫu nước lên giấy lọc, bằng bút chì;

- Sau khi để chất lơ lửng lắng và hút bớt nước trong, tiến hành lọc mẫu. Khi dung tích mẫu nước nhỏ không cần để lắng mà tiến hành lọc;

- Cho mẫu nước vào phễu lọc đã có giấy lọc và lọc;

- Khi hàm lượng chất lơ lửng lớn, lọc vào một giấy không đảm bảo, có thể lọc từng phần trên một số giấy lọc;

- Sau khi tất cả mẫu đưa vào giá lọc, cánh cửa tủ lọc phải được đóng lại; nếu là giàn lọc, phải thả rèm che xuống để tránh bụi. Sơ đồ lọc mẫu như Hình 4;

- Sau khi lọc, các giấy lọc đang ướt được đưa lên giá để phơi, đảm bảo các chất đựng trong giấy lọc không rơi ra, không thất thoát và không để bụi bám vào;

- Sau khi phơi khô, các mẫu được gói lại. Đóng các mẫu thành từng gói nhỏ với số lượng từ 20 mẫu đến 30 mẫu gửi về Phòng phân tích xử lý tiếp.

8.2.4  Thời gian lưu giữ mẫu chất lơ lửng

- Các mẫu chất lơ lửng đã được xử lý của các Trạm thủy văn phải được lưu giữ 6 tháng tính từ khi chỉnh biên và kiểm tra tài liệu xong;

- Mẫu chất lơ lửng phục vụ mục đích nghiên cứu hay theo nhu cầu khác, thời gian lưu giữ tùy theo yêu cầu nghiên cứu hay phục vụ, phải lưu giữ ít nhất 6 tháng sau khi đã đáp ứng yêu cầu nghiên cứu, phục vụ.

8.3  Xác định khối lượng mẫu chất lơ lửng tại Phòng phân tích

Sau khi xử lý sơ bộ tại trạm, mẫu chất lơ lửng gửi về Phòng phân tích để xác định khối lượng theo quy định tại TCVN 6625:2000.

9  Tính lưu lượng chất lơ lửng

9.1  Nguyên tắc chung

- Sau khi xử lý xong mẫu nước, thì phải tính ngay hàm lượng chất lơ lửng và lưu lượng chất lơ lửng;

- Khi đo lưu lượng chất lơ lửng đồng thời với đo lưu lượng nước, tính lưu lượng chất lơ lửng thực đo đồng thời với tính lưu lượng nước. Nếu đo lưu lượng chất lơ lửng không đồng thời với lưu lượng nước, thì xác định lưu lượng nước ứng với thời điểm đo lưu lượng chất lơ lửng.

9.2  Tính hàm lượng chất lơ lửng của mẫu nước

9.2.1  Cách tính

Hàm lượng chất lơ lửng mẫu nước thực đo theo công thức:

Trong đó:

ρ là hàm lượng chất lơ lửng (g/m³);

W_s là khối lượng chất lơ lửng trong mẫu nước (g);

W là thể tích mẫu nước (cm³).

Nếu hàm lượng chất lơ lửng tính theo đơn vị kg/m³ thi công thức tính là:

CHÚ THÍCH:

1) Khối lượng chất lơ lửng trong mẫu nước lấy đến 0,001 g;

2) Thể tích mẫu nước lấy đến 10 cm³.

9.2.2  Xác định hàm lượng chất lơ lửng của mẫu nước

- Khi đo lưu lượng chất lơ lửng theo phương pháp tích điểm thì hàm lượng chất lơ lửng của mẫu nước là hàm lượng chất lơ lửng điểm đo;

- Khi đo theo phương pháp tích sâu hay hỗn hợp thủy trực thì hàm lượng chất lơ lửng của mẫu nước là hàm lượng chất lơ lửng trung bình thủy trực;

- Khi đo theo phương pháp hỗn hợp toàn cắt mặt cắt ngang thì hàm lượng chất lơ lửng của mẫu nước là hàm lượng chất lơ lửng trung bình toàn mặt cắt ngang.

9.3. Tính lưu lượng chất lơ lửng mặt cắt ngang khi lấy mẫu nước đồng thời với đo lưu lượng nước

9.3.1  Tính hàm lượng chất lơ lửng trung bình thủy trực

a) Hàm lượng chất lơ lửng trung bình thủy trực khi mẫu nước lấy theo phương pháp tích sâu hoặc lấy theo phương pháp tích điểm nhưng xử lý hỗn hợp chung cho thủy trực được tính theo công thức (3) hoặc (4).

b) Khi lấy mẫu nước theo phương pháp tích điểm hoặc đo hàm lượng chất lơ lửng bằng thiết bị đo trực tiếp hàm lượng chất lơ lửng thì hàm lượng chất lơ lửng trung bình thủy trực được tính theo phương pháp gia quyền tốc độ bằng các công thức sau:

- Khi đo theo phương pháp 5 điểm:

- Khi đo theo phương pháp 3 điểm:

- Khi đo theo phương pháp 2 điểm:

- Khi đo theo phương pháp 1 điểm:

+ Đo tại điểm 0,6h: ρ_tb = ρ_0,6 (8)

+ Đo tại điểm 0,5h: ρ_tb = C₁ x ρ_0,5

Trong các công thức trên:

ρ_tb là hàm lượng chất lơ lửng trung bình thủy trực;

ρ_i là hàm lượng chất lơ lửng tại độ sâu tương đối i của thủy trực;

(i = 0,0h; 0,2h; 0,6h; 0,8h; 1,0h) (g/m³);

V_i là tốc độ điểm đo tại độ sâu tương đối i của thủy trực;

V_tb là tốc độ trung bình thủy trực;

h là độ sâu thủy trực;

C₁ là hệ số, C₁ là tỷ số giữa ρ_tb đo theo phương pháp 5 điểm và ρ đo tại 0,5h:

Nếu không có số liệu đo thử nghiệm thì lấy C₁ = 1,0 và ghi chú rõ.

CHÚ THÍCH: Hàm lượng chất lơ lửng lấy 3 số có nghĩa nhưng không quá một chữ số phần thập phân (0,1 g/m³); lấy 3 số có nghĩa nhưng không quá ba chữ số phần thập phân (0,001 kg/m³) đối với trạm có hàm lượng chất lơ lửng đặc biệt lớn.

9.3.2  Tính lưu lượng chất lơ lửng thực đo toàn mặt cắt ngang

Trong đó:

R_mn là lưu lương chất lơ lửng toàn mặt cắt ngang (kg/s);

ρ_tbi là hàm lượng chất lơ lửng trung bình thủy trực thứ i (g/m³); i = 1,2,...., n-1, n;

q_i là lưu lượng nước giữa hai thủy trực lấy mẫu nước thứ i và i +1 (m³/s);

q_o là lưu lượng nước giữa bờ và thủy trực thứ 1 (m³/s);

q_n là lưu lượng nước giữa thủy trực thứ n và bờ sát thủy trực đó (m³/s).

- Nếu giữa hai thủy trực lấy mẫu có một số thủy trực đo tốc độ thì q là tổng số các lưu lượng nước bộ phận.

- Khi mẫu nước được hỗn hợp xử lý chung cho toàn mặt cắt ngang thì hàm lượng chất lơ lửng của mẫu nước là hàm lượng chất lơ lửng trung bình mặt cắt ngang và lưu lượng chất lơ lửng được tính theo công thức:

Trong đó:

R_mn là lưu lượng chất lơ lửng mặt cắt ngang (kg/s);

ρ_mn là hàm lượng chất lơ lửng mặt cắt ngang (g/m³);

Q là lưu lượng nước toàn mặt cắt ngang (m³/s).

- Khi có bãi tràn hoặc phân dòng, lưu lượng chất lơ lửng được tính riêng cho phần lòng sông, phần bãi tràn và các bộ phận phân dòng. Lưu lượng chất lơ lửng toàn mặt cắt ngang là tổng các lưu lượng chất lơ lửng bộ phận.

- Hàm lượng chất lơ lửng mặt cắt ngang tính theo công thức:

Trong đó:

ρ_mn là hàm lượng chất lơ lửng mặt cắt ngang (g/m³);

R_mn là lưu lượng chất lơ lửng mặt cắt ngang (kg/s);

Q là lưu lượng nước toàn mặt cắt ngang (m³/s).

CHÚ THÍCH: Lưu lượng chất lơ lửng lấy 3 số có nghĩa nhưng không quá 0,1 g/s đối với trạm có hàm lượng chất lơ lửng đặc biệt nhỏ; lấy 3 số có nghĩa nhưng không quá 0,001 kg/s.

9.4  Tính lưu lượng chất lơ lửng khi lấy mẫu nước không đồng thời với đo lưu lượng nước

a) Xác định thời điểm đo lưu lượng chất lơ lửng mặt cắt ngang

- Trường hợp mực nước ít biến đổi, thời điểm đo lưu lượng chất lơ lửng mặt cắt ngang là thời điểm bắt đầu lấy mẫu nước mặt cắt ngang:

- Trường hợp mực nước biến đổi nhanh và thời gian lấy mẫu nước mặt cắt ngang kéo dài quá 30 phút thì chọn thời điểm giữa của thời đoạn lấy mẫu nước mặt cắt ngang là thời điểm đo lưu lượng chất lơ lửng mặt cắt ngang.

b) Xác định lưu lượng nước ứng với thời điểm đo lưu lượng chất lơ lửng mặt cắt ngang

- Lưu lượng nước tra trực tiếp trên tương quan Q = f(H), với H là mực nước tại thời điểm đo lưu lượng chất lơ lửng mặt cắt ngang;

- Trường hợp mực nước ít biển đổi hoặc tuy mực nước biển đổi nhanh nhưng việc lấy mẫu nước mặt cắt ngang được thực hiện ngay sau khi đo lưu lượng nước và thời gian lấy mẫu nước không kéo dài quá 30 phút thì lấy lưu lượng nước thực đo để tính lưu lượng chất lơ lửng mặt cắt ngang.

c) Lưu lượng chất lơ lửng mặt cắt ngang tính theo công thức (12), trong đó hàm lượng chất lơ lửng trung bình mặt cắt ngang được xác định như sau:

- Khi mẫu nước được hỗn hợp xử lý chung cho toàn mặt cắt ngang thì hàm lượng chất lơ lửng của mẫu nước là hàm lượng chất lơ lửng trung bình mặt cắt ngang.

- Khi đo hàm lượng chất lơ lửng bằng thiết bị đo độ đục thì:

+ Hàm lượng chất lơ lửng trung bình thủy trực được tính theo công thức sau:

Trong đó:

ρ_tb là hàm lượng chất lơ lửng trung bình thủy trực (g/m³);

ρ_i là hàm lượng chất lơ lửng điểm đo trên thủy trực thứ i (g/m³);

n là số điểm đo hàm lượng chất lơ lửng trên thủy trực.

+ Hàm lượng chất lơ lửng trung bình mặt cắt ngang được tính theo công thức sau:

Trong đó:

ρ_mn là hàm lượng chất lơ lửng trung bình mặt cắt ngang (g/m³);

n là số đường thủy trực đo hàm lượng chất lơ lửng trong mặt cắt ngang.

9.5  Tính hàm lượng chất lơ lửng đại biểu tương ứng

- Hàm lượng chất lơ lửng đại biểu tương ứng được xác định từ mẫu nước lấy riêng biệt tại thủy trực đại biểu trong thời gian đo lưu lượng chất lơ lửng;

- Tính hàm lượng chất lơ lửng đại biểu tương ứng thực hiện theo quy định tại 9.3.1.

10  Phân tích và kiểm tra tính hợp lý của tài liệu thực đo

- Tiến hành kiểm tra, phân tích tài liệu nhằm phát hiện những sai sót trong bố trí đo đạc, kịp thời cải tiến phương pháp đo sau khi có kết quả đo đạc;

- Tiến hành phân tích tổng hợp để xác định vị trí lấy mẫu nước đại biểu tốt nhất sau thời gian đo đạc từ 3 năm đến 5 năm.

10.1  Kiểm tra, phân tích số liệu thực đo

- Dùng đường quá trình tổng hợp mực nước, lưu lượng nước và hàm lượng chất lơ lửng để kiểm tra và phân tích tài liệu hàm lượng chất lơ lửng đại biểu;

- Kiểm tra, so sánh xu thế biến đổi của hàm lượng chất lơ lửng đại biểu với các yếu tố mực nước, lưu lượng nước, nếu có điểm đột xuất phải phân tích tìm nguyên nhân;

- Dùng đường quá trình tổng hợp trên, kiểm tra tính hợp lý việc bố trí các lần lấy mẫu nước đại biểu trong năm;

- Khi mới đo lưu lượng chất lơ lửng, chọn một số lần đo điển hình ở các cáp mực nước và hàm lượng chất lơ lửng khác nhau. Vẽ các biểu đồ phân bố hàm lượng chất lơ lửng trên thủy trực và biểu đồ phân bố hàm lượng chất lơ lửng trên mặt cắt ngang của các lần đo đó, làm cơ sở kiểm tra kết quả đo đạc của các lần đo sau;

- Khi có kết quả tính lưu lượng chất lơ lửng thực đo, đưa kết quả lên biểu đồ tương quan ρ_mn = f(ρ_đb) để kiểm tra chất lượng đo;

- Trong khi phân tích, kiểm tra phải ghi chép đầy đủ làm cơ sở cho việc chỉnh biên và phân tích tổng hợp tài liệu cả năm.

10.2  Phân tích xác định vị trí thủy trực đại biểu

Khi đã có tương đối nhiều tài liệu thực đo lưu lượng chất lơ lửng, cần tiến hành phân tích chọn vị trí thủy trực đại biểu chính thức.

- Đối với trạm có chủ lưu ít thay đổi:

+ Chọn một số lần đo lưu lượng chất lơ lửng trên các cáp mực nước khác nhau. Tính tỷ sổ giữa hàm lượng chất lơ lửng trung bình thủy trực và hàm lượng chất lơ lửng trung bình toàn mặt cắt ngang ρ_tb/ρ_mn. Vẽ biểu đồ phân bố tỷ số trên theo mặt cắt ngang (lấy ρ_tb/ρ_mn trên trục tung, khoảng cách khởi điểm trên trục hoành). Chọn sơ bộ thủy trực có tỷ số ρ_tb/ρ_mn tập trung nhất làm thủy trực đại biểu như Hình 5;

+ Sau khi sơ bộ chọn thủy trực đại biểu, lập tương quan giữa hàm lượng chất lơ lửng đại biểu và hàm lượng chất lơ lửng trung bình mặt cắt ngang. Nếu 75 % số điểm trở lên có sai số nhỏ hơn 10 % thì thủy trực đã chọn đạt yêu cầu;

+ Lấy một số thủy trực khác nhau, tiến hành tính toán, phân tích và so sánh để chọn thủy trực đại biểu (tốt nhất là đường tương quan đi qua gốc toạ độ hợp với trục hoành góc 45° và đảm bảo sai số cho phép). Nếu không có thủy trực nào thoả mãn các điều kiện trên, có thể chọn hai thủy trực để tính. Lấy trị số hàm lượng chất lơ lửng trung bình của các thủy trực đó làm hàm lượng chất lơ lửng đại biểu để tính toán, phân tích.

Hình 5 - Cách chọn vị trí thủy trực đại biểu

- Đối với trạm có chủ lưu thay đổi lớn thì thủy trực đại biểu có thể chọn một số đường ở chủ lưu và một số đường khu vực phụ cận;

- Đối với trạm mà thời kỳ kiệt đo ở tuyến phụ thì thủy trực đại biểu cũng chọn một số đường thủy trực ở chủ lưu của tuyến phụ.

Phụ lục A

(Quy định)

Thiết bị lấy mẫu nước và dụng cụ đựng mẫu nước chất lơ lửng

A.1  Thiết bị lấy mẫu nước kiểu chai

Thiết bị lấy mẫu nước kiểu chai như Hình A.1. Thiết bị kiểu chai lắp trên sào như Hình A.2 hoặc lắp đặt ở trong cá sắt hay trên cá sắt như Hình A.3.

- Thiết bị kiểu chai có thể dùng để lấy mẫu nước theo phương pháp tích sâu hoặc tích điểm. Khi dùng phương pháp tích điểm cần có nút đóng, mở vòi dẫn nước, thoát khí. Điều kiện sử dụng thiết bị kiểu chai thực hiện theo quy định tại 5.1.6.1;

- Chai phải có hai vòi, một vòi lấy mẫu nước đặt đối diện với hướng dòng chảy, một vòi thoát khí nằm xuôi theo hướng dòng chảy; đường kính vòi thích hợp với thực trạng dòng chảy;

- Cửa của hai vòi chênh nhau một đầu nước ΔH;

- Vòi lấy nước, vòi thoát khí và chai lấy mẫu nước được liên kết kín với nhau;

- Dễ dàng tháo tách rời vòi khỏi chai sau khi lấy mẫu nước;

- Tùy theo tốc độ, độ sâu dòng chảy, vòi dẫn nước và thoát khí có đường kính khác nhau cho thích hợp, quy định tại Bảng A.1.

Hình A.1 - Máy kiểu chai

Bảng A.1 - Đường kính bộ vòi tương ứng với tốc độ nước

A.2  Thiết bị lấy mẫu nước kiểu ngang

Thiết bị lấy mẫu nước kiểu ngang như Hình A.4 dùng để lấy mẫu nước theo phương pháp tích điểm. Thời gian lấy mẫu nước hầu như tức thời (so với các thiết bị kiểu chai, loại 1 I lấy mẫu nước tức thời trong khoảng thời gian từ 1 phút đến 3 phút). Độ sâu thích hợp cho thiết bị là từ 0,3 m. Khi lấy mẫu nước phải bảo đảm góc chệch dây cáp nằm trong phạm vi cho phép (α ≤ 10°).

Hình A.4 - Thiết bị kiểu ngang

- Nắp đậy phải dễ dàng đóng mở, đóng kín khi sập xuống, không rò rỉ nước;

- Lò xo giữ nắp được làm bằng thép không gỉ, đàn hồi tốt;

- Bộ phận đóng nắp phải nhạy, đóng mở nắp dễ dàng;

- Móc treo thiết bị phải chắc chắn, ổn định;

- Bộ phận giữ nắp lúc mở phải nhạy, ổn định;

- Đế thiết bị đảm bảo cho thân thiết bị không chạm đáy sông.

A.3 Dụng cụ đựng mẫu

- Chai đựng mẫu nước thường có dung tích 1 I, 2 I;

- Thùng đựng mẫu nước có nắp đậy dung tích 5 I, 10 l, 15 l, v.v...

Phụ lục B

(Tham khảo)

Thiết bị đo trực tiếp độ đục nước sông

B.1  Nguyên lý hoạt động

- Các thiết bị đo trực tiếp độ đục nước sông dựa trên nguyên tắc triết giảm cường độ các tia sáng, tia hồng ngoại, siêu âm, v.v... trong dòng nước chứa chất lơ lửng, Độ đục nước sòng càng lớn thì độ triết giảm càng nhiều. Sau khi có số đo độ đục thông qua quan hệ chuyển hoá từ độ đục nước sông sang hàm lượng chất lơ lửng. Quan hệ giữa độ đục nước sông với hàm lượng chất lơ lửng còn phụ thuộc vào cấp độ hạt chất lơ lửng, nhiệt độ nước sông lúc đo,... Quan hệ này do nhà sản xuất thiết bị cung cấp, hoặc được thiết lập qua số liệu đo thực tế tại từng trạm cụ thể;

- Cần được định kỳ kiểm tra quan hệ này bời quá trình làm việc có thể làm thay đổi các thông số kỹ thuật của thiết bị;

- Việc áp dụng các thiết bị loại này trong quan trắc lưu lượng chất lơ lửng phải được cơ quan có thẩm quyền cho phép.

B.2  Một số thiết bị đo độ đục nước sông

a) Thiết bị đo độ đục bằng quang điện

- Năm 1981 Brabben và Grobler (Mỹ) cùng giới thiệu thiết bị đo độ đục nước sông dựa trên hiệu ứng quang điện. Thiết bị này thích hợp với dòng chảy có hàm lượng chất lơ lửng nhỏ, thành phần độ hạt chất lơ lửng ít biến đổi. Thiết bị có thể đo được hàm lượng chất lơ lửng tới 5 g/l (tức 5 000 g/m³);

- Hãng Delft Hydraulics của Hà Lan cũng giới thiệu thiết bị OSLIM, FOSLIM đo độ đục trên nguyên lý triết giảm tia sáng trong nước sông, giới hạn trên của hàm lượng chất lơ lửng mà thiết bị đo được là 50 g/l;

- Thiết bị Alphatracka của Công ty Thiết bị Chelsea (Anh) cũng dùng tia sáng xanh lơ, xanh lam, vàng và đỏ để đo độ đục.

b) Thiết bị quang - siêu âm do viện Kỹ thuật công trình thuộc Đại học Tổng hợp Florence, Ý chế tạo năm 1981; có thể đo được cả hàm lượng chất lơ lửng và độ hạt trung bình chất lơ lửng ngay tại điểm đo của dòng nước.

c) Thiết bị đo độ đục nước sông bằng tia hồng ngoại

- Thiết bị Greenspan, Australia gồm 1 ống dài từ 115 mm đến 275 mm, đường kính 45 mm hoạt động bằng pin, đo độ đục chính xác từ ± 1 % đến ± 2 % (nhất là độ đục nhỏ), xem Hình A.6;

Hình B.1 - Thiết bị Greenspan của Australia

- Thiết bị Mindata, Australia là ống dài 184 mm, đường kính 32 mm, đo độ đục chính xác đến ± 1 %;

- Thiết bị Siltmonitor của hãng Delft Hydraulics, Hà Lan là ống dài 115 mm, đường kính 45 mm, đo được hàm lượng chất lơ lửng tới 10 g/l (10 000 g/m³).

d) Thiết bị đo độ đục nước sông bằng siêu âm

- Thiết bị UHCM của hãng Delft Hydraulics, Hà Lan có chiều dài 187 mm hay 205 mm, đường kính 6 mm, nặng 0,9 kg có thể đo được độ đục lớn của nước sông (400 g/l hoặc 1200 g/l);

- Thiết bị 2-D USTM của hãng Delft Hydraulics, Hà Lan có thể đo hàm lượng chất lơ lửng từ 50 mg/l đến 10 000 mg/l với cáp độ hạt từ 50 μm đến 500 μm. Ngoài ra thiết bị còn đo được tốc độ dòng nước từ 0,03 m/s đến 3 m/s. Quan hệ giữa số đọc độ đục của máy và tốc độ dòng nước là đường thẳng đi qua gốc toạ độ;

- Thiết bị đo độ đục theo nguyên lý siêu âm ký hiệu là LISST-25, LISST-100 của hãng Sea and Land Technologies - USA, đã giới thiệu và đo thử nghiệm tại trạm Thủy văn Thượng Cát ngày 09/11/2001. Thiết bị dài 45 cm, đường kính 8 cm. Thiết bị có khả năng đo hàm lượng chất lơ lửng từ 0,1 mg/l đến 1000 mg/l với cấp độ hạt từ 1,25 microns đến 250 microns (chuẩn) và 2,5 microns đến 500 microns (theo nhu cầu), độ sâu đo được khoảng 300 m. Ngoài ra thiết bị còn đo được tốc độ dòng nước từ 0,03 m/s đến 3 m/s.

e) Thiết bị đo độ đục nước sông bằng quang học

Thiết bị OBS 3A của hãng Campbell Scientific, Inc của Hoa kỳ sản xuất. Hoạt động tốt ở độ sâu tới 200 m. Giới hạn đo chất lơ lửng từ 0,001 g/l đến 5 g/l độ chính xác tới 1 mg/l. Giới, hạn đo chất di đáy từ 0 g/l đến 50 g/l độ chính xác tới 0,5 g/l. Ngoài ra máy còn dùng đo nhiệt độ nước và áp suất điểm đo với giới hạn đo nhiệt độ từ 0 °C đến 40 °C độ chính xác 0,05 °C và đo áp suất từ 0 dBar đến 200 dBar (200 m) với độ chính xác 0,2 %.

g) Thiết bị đo độ đục bằng chất đồng vị phóng xạ

Biên độ hàm lượng chất lơ lửng máy có thể đo được là từ 0,5 g/l đến 1 000 g/l với sai số từ 3 % đến 8 % so với phương pháp truyền thống (lấy mẫu nước đo hàm lượng chất lơ lửng). Chất đồng vị phóng xạ sử dụng là 241 Am (Amerixi) và 137 Cs (Xezi).

Thiết bị được dùng ở Ý, Hungari, Ba Lan, Trung Quốc, ...

h) Đầu đo độ đục dải rộng tự ghi INFINITY-Turbi ATU75W2-USB (có chức năng tự làm sạch).

Bảng B.1 - Thông số kỹ thuật

Hình B.2 - Đầu đo độ đục ghi INFINITY-Turbi ATU75W2-USB

Phụ lục C

(Quy định)

Biểu mẫu ghi kết quả đo, xử lý mẫu nước chất lơ lửng

C.1  Mẫu Biểu ghi kết quả đo, xử lý mẫu nước chất lơ lửng

C.2  Cách lập biểu ghi kết quả đo, xử lý mẫu nước chất lơ lửng (Biểu N-6)

C.2.1  Điền tên trạm, tên sông, năm vào biểu

a) Phương pháp đo, xử lý

- Phương pháp đo:

+ Nếu đo lưu lượng chất lơ lửng toàn mặt cắt ngang thì ghi "mặt cắt ngang”;

+ Nếu lấy mẫu nước tại thủy trực đại biểu thì ghi "đại biểu”.

- Phương pháp xử lý:

+ Nếu dùng phương pháp lọc để xử lý thì ghi: lọc;

+ Nếu dùng phương pháp sấy khô để xử lý thì ghi: sấy khô;

+ Nếu dùng cả hai phương pháp trên thì ghi: lọc, sấy khô.

b) Trang thứ: ghi số thứ tự của trang biểu từ 1, 2... đến số cuối cùng (trang biểu ghi mẫu nước cuối cùng trong năm được xử lý).

C.2.2  Nội dung biểu

- Cột 1 ghi số hiệu lần đo lưu lượng chất lơ lửng mặt cắt ngang;

- Cột 2 ghi số hiệu của mẫu nước đại biểu;

- Cột 3 ghi mực nước trung bình từ lúc bắt đầu đo đến kết thúc đo lưu lượng chất lơ lửng;

- Cột 4 ghi số hiệu của thủy trực lấy mẫu nước;

- Cột 5 ghi khoảng cách từ mốc khời điểm đến vị trí lấy mẫu;

- Cột 6, 7, 8, 9, 10, ghi giờ, phút, ngày, tháng đo và xử lý mẫu nước;

- Cột 11 ghi số hiệu chai chứa nước;

- Cột 12 ghi số hiệu giấy lọc;

- Cột 13 ghi dung tích mẫu nước (cm³);

- Cột 14 đến cột 17 ghi giờ, phút, ngày lúc bắt đầu để lắng và lúc lắng xong;

- Cột 18 ghi nhiệt độ hòm sấy (°C);

- Cột 19 đến cột 21 ghi khối lượng giấy khi chưa lọc, khối lượng của giấy lọc và chất lơ lửng sau khi lọc và sấy khô, khối lượng chất lơ lửng;

- Cột 22 ghi hàm lượng chất lơ lửng của mẫu nước.

Phụ lục D

(Quy định)

Thiết lập tương quan ρ_mn = f(ρ_đb)

D.1  Nguyên tắc

a) Biểu đồ tương quan ρ_mn = f(ρ_đb): phải bao gồm biên độ biến đổi của các trị số ρ_đb và ρ_mn, kể cả các trị số mẫu nước đại biểu lấy hàng ngày trong thời kỳ đo đạc, xem Hình D.1.

Hình D.1 - Tương quan ρmn = f(ρ_đb)

b) Trước khi định đường tương quan ρmn = f(ρ_đb), cần phân tích luồng điểm tương quan, xác định các điểm đột xuất, các điểm thiên lệch hệ thống và tìm nguyên nhân để xử lý

- Do sai sót trong đo đạc, tính toán;

- Do nạo vét, chỉnh trị lòng sông ở gần đó;

- Các điểm lệch hệ thống theo cáp mực nước, theo thời gian, xử lý theo quy định tại D.2; D.3 Phụ lục D.

c) Biểu đồ tương quan ρ_mn = f(ρ_đb) đạt yêu cầu nếu

- 75 % số điểm trở lên nằm trong phạm vi đường bao ± 10 % và phân bố tương đối đều về hai phía so với đường trung bình;

- Không có các điểm thiên lệch hệ thống;

- Sai số quân phương tương đối phải nằm trong phạm vi cho phép (σ_ρ ≤ 10 %).

Trường hợp các điểm đo lưu lượng chất lơ lửng không đồng thời với đo lưu lượng nước quá phân tán hay lệch có hệ thống, thì chỉ dựa vào số liệu các lần đo lưu lượng chất lơ lửng đồng thời với đo lưu lượng nước để phân tích, đánh giá tương quan ρ_mn = f(ρ_đb) và ghi rõ trong thuyết minh tài liệu.

Sau khi loại bỏ các điểm nghi vấn (nếu có), xác định đường tương quan ρ_mn = f(ρ_đb) qua trung tâm nhóm điểm, tính sai số σ_ρ của đường tương quan theo công thức (D.1).

Tính sai số σ_ρ của đường tương quan theo công thức:

Trong đó:

ρ_i là hàm lượng chất lơ lửng trung bình mặt cắt ngang thực đo;

ρ_đọc là hàm lượng chất lơ lửng đọc trên đường tương quan ρ_mn = f(ρ_đb);

i là chỉ số, i = 1 4- n;

n là số lần đo lưu lượng chất lơ lửng tham gia tính toán. Nếu n nhỏ hơn 30 thì trong công thức trên mẫu số tính là n -1.

d) Nếu tương quan ρ_mn = f(ρ_đb) là đường thẳng thì tương quan có dạng

Trong đó:

k là hệ số góc đường quan hệ;

b là trị số đọc trên trục tung tại điểm đường tương quan cắt trục tung.

e) Trường hợp một số điểm đo có độ phân tán lớn, song 75 % số điểm nằm trong phạm vi đường bao ± 15 % so với đường tương quan, có thể dùng phương pháp này nhưng cần thuyết minh và đánh giá chất lượng tài liệu rõ ràng.

D.2  Trường hợp tương quan ρ_mn = f(ρ_đb) thay đổi theo cấp mực nước

a) Trường hợp tương quan ρ_mn = f(ρ_đb) khi ở mực nước cao có luồng điểm tách ra riêng biệt (ví dụ luồng điểm tương quan khi mực nước dưới bãi tràn, trên bãi tràn, bãi nổi), tương quan ρ_mn = f(ρ_đb) được xác định riêng cho phần mực nước tháp và phần mực nước cao, xem Hình D.2.

Hàm lượng chất lơ lửng mặt ngang trung bình ngày được xác định dựa vào ρ_đb trung bình ngày của tương quan phần nước cao (hoặc phần nước tháp) ứng với mực nước trung bình ngày khi lấy mẫu nước ρ_đb.

b) Cũng có thể xử lý trường hợp này theo cách sau:

- Tính hệ số k₂:

- Xây dựng tương quan k₂ với mực nước H, trục tung biểu thị H và trục hoành biểu thị k₂, xem Hình D.3;

- Nếu 75 % số điểm lệch so với đường tương quan trong phạm vi ± 10 % (hay ± 15 %) thì tương quan được coi là đạt yêu cầu;

- Từ mực nước trung bình ngày (ứng với ρ_đb trung bình ngày) theo tương quan k₂ = f(H) tìm được trị số k₂ tương ứng. Hàm lượng chất lơ lửng mặt ngang trung bình ngày được xác định theo:

Hình D.2 - Tương quan ρ_mn = f(ρ_đb) có phần mực nước cao tách khỏi mực nước thấp.

Hình D.3 - Tương quan k₂ = f(H)

D.3  Trường hợp tương quan ρ_mn = f(ρ_đb) thay đổi theo thời gian

a) Sử dụng tương quan ρ_mn = f(ρ_đb) được xác định riêng cho mỗi thời kỳ

Khi luồng điểm của tương quan ρ_mn = f(ρ_đb) phân tán, trên 25 % số điểm nằm ngoài phạm vi ± 10 %, đồng thời phát hiện có luồng điểm nằm biệt lập thuộc một thời kỳ nhất định (ví dụ các tháng đầu mùa lũ, hay cuối mùa lũ,...), thì xác định tương quan ρ_mn = f(ρ_đb) riêng cho mỗi thời kỳ này, xem Hình D.4;

Hình D.4 - Tương quan ρ_mn = f(ρ_đb) theo từng thời kỳ

b) Sử dụng hệ số

Xét quá trình k₂ = f(t) (k₂ thay đổi theo thời gian), xác định hệ số k₂ từ đường quá trình k₂ = f(t) (tham khảo đường quá trình mực nước, lưu lượng nước, hàm lượng chất lơ lửng đại biểu, ứng với thời gian lấy mẫu chất lơ lửng đại biểu). Đường quá trình hàm lượng chất lơ lửng đại biểu và tương quan k₂ = f(t), được vẽ trên cùng một biểu đồ, tỉ lệ của ρ_đb và k₂ là khác nhau, xem Hình D.5.

Hình D.5 - Biểu đồ đường quá trình hàm lượng chất lơ lửng đại biểu và sự thay đổi của hệ số k₂ theo thời gian

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] QCVN 47: 2012 /BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về quan trắc thủy văn;

[2] Thông tư số 70/2015/TT-BTNMT ngày 23 tháng 12 năm 2015 của Bộ Tài nguyên và Môi trường Quy định kỹ thuật đối với hoạt động của các trạm khí tượng thủy văn tự động;

[3] Thông tư số 05/2016/TT-BTNMT ngày 13 tháng 05 năm 2016 của Bộ Tài nguyên và Môi trường Quy định nội dung quan trắc khí tượng thủy văn đối với trạm thuộc mạng lưới trạm khí tượng thủy văn quốc gia;

[4] 94 TCN 13-96, Quy phạm quan trắc lưu lượng chất lơ lửng vùng sông không ảnh hưởng thủy triều;

[5] Manual on sediment management and measurement, WMO Operational hydrology report No.47.

Mục lục

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ, định nghĩa

3.1  Hàm lượng chất lơ lửng đại biểu tương ứng

3.2  Hàm lượng chất lơ lửng mặt cắt ngang

3.3  Độ đục nước sông

4  Vị trí quan trắc, công trình quan trắc

5  Thiết bị đo hàm lượng chất lơ lửng

5.1  Thiết bị lấy mẫu nước và dụng cụ đựng mẫu nước

5.2  Thiết bị đo trực tiếp hàm lượng chất lơ lửng

6  Đo lưu lượng chất lơ lửng

6.1  Đo lưu lượng chất lơ lửng đồng thời với đo lưu lượng nước

6.2  Đo lưu lượng chất lơ lửng không đồng thời với đo lưu lượng nước

7  Lấy mẫu nước đại biểu hàng ngày

7.1  Vị trí lấy mẫu nước

7.2  Thiết bị lấy mẫu nước và dụng cụ đựng mẫu nước

7.3  Phương pháp lấy mẫu nước, đo trực tiếp hàm lượng chất lơ lửng

7.4  Thể tích mẫu nước

7.5  Chế độ lấy mẫu nước

8  Xử lý mẫu nước và xác định khối lượng mẫu chất lơ lửng

8.1  Yêu cầu chung

8.2  Xử lý mẫu nước tại trạm

8.3  Xác định khối lượng mẫu chất lơ lửng tại Phòng phân tích

9  Tính lưu lượng chất lơ lửng

9.1  Nguyên tắc chung

9.2  Tính hàm lượng chất lơ lửng của mẫu nước

9.3  Tính lưu lượng chất lơ lửng mặt cắt ngang khi lấy mẫu nước đồng thời với đo lưu lượng nước

9.4  Tính lưu lượng chất lơ lửng khi lấy mẫu nước không đồng thời với đo lưu lượng nước

9.5  Tính hàm lượng chất lơ lửng đại biểu tương ứng

10  Phân tích và kiểm tra tính hợp lý của tài liệu thục đo

10.1  Kiểm tra, phân tích số liệu thực đo

10.2  Phân tích xác định vị trí thủy trực dại biểu

Phụ lục A (Quy định) Thiết bị lấy mẫu nước và dụng cụ đựng mẫu nước chất lơ lửng

Phụ lục B (Tham khảo) Thiết bị đo trực tiếp độ đục nước sông

Phụ lục C (Quy định) Biểu mẫu ghi kết quả đo, xử lý mẫu nước chất lơ lửng

Phụ lục D (Quy định) Thiết lập tương quan pmn = f(pđb)

Thư mục tài liệu tham khảo