Quan trắc dòng chảy là một trong những hoạt động quan trọng nhất trong thủy văn, hải dương học và quản lý tài nguyên nước. Trước đây, hoạt động đo đạc chủ yếu thực hiện thủ công, nhưng hiện nay các hệ thống quan trắc dòng chảy tự động đã trở thành xu hướng, giúp thu thập dữ liệu liên tục, chính xác và theo thời gian thực.
Quan trắc dòng chảy là gì?
Quan trắc dòng chảy (Current Monitoring) là quá trình đo đạc, theo dõi và phân tích sự chuyển động của nước trong sông, hồ, vùng ven biển hay ngoài khơi. Các thông số quan trắc dòng chảy bao gồm tốc độ dòng chảy, hướng chảy, lưu lượng, mực nước. Quá trình có thể tiến hành theo cách thủ công (lấy mẫu, đo tại chỗ) hoặc bằng thiết bị đo tự động, liên tục theo thời gian thực.
Vai trò của quan trắc dòng chảy
– Hàng hải và vận tải thủy
Trong hành trình trên biển, tàu sẽ có lộ trình di chuyển cụ thể được lên kế hoạch trước. Ngoài việc dựa vào điều kiện thời tiết và khoảng cách di chuyển thì tàu cũng sẽ dựa vào luồng chảy của dòng nước tránh tàu di ngược dòng chảy gây tiêu hao nhiên liệu và thời gian hành trình, tránh vùng nước xoay, dòng chảy xiết gây nguy hiểm cho tàu.
Những dữ liệu về dòng chảy cần thu thập như vận tốc dòng chảy bề mặt và các lớp sâu, hướng dòng chảy theo thời gian, mực nước và thủy triều (ảnh hưởng đến độ sâu luồng tàu).
– Thủy điện và thủy lợi
Việc đo mực nước ở hồ chứa nhằm thu thập dữ liệu để xác định thời gian xả lũ, lượng nước cần xả, phòng chống lũ lụt hay nguy cơ vỡ đập, hay trong hoạt động thủy lợi. Việc đo lưu lượng dòng chảy, tốc độ và hướng dòng chảy trong lòng hồ hoặc kênh dẫn giúp quản lý nguồn nước phục vụ cho nông nghiệp, công nghiệp và nước sinh hoạt. Ngoài ra còn để lưu trữ lại dữ liệu biến động mực nước tại những khu vực đặc biệt theo mùa.
Dữ liệu quan trắc dòng chảy để xác định thời gian, lượng nước cần xã ở các hồ chứa đập thủy điện.
– Xây dựng công trình biển và cảng
Ở khu vực cảng, việc thu thập vận tốc và hướng dòng chảy tại các tầng sâu khác để dự báo sóng, thủy triều, dao động mực nước, trầm tích, độ đục của nước (ảnh hưởng đến xói lỡ, bồi lắng). Dựa vào các dữ liệu thu thập được để tính toán tác động của biển vào việc thiết kế an toàn cho cầu cảng, đê chắn sóng hoặc cọc móng công trình biển, nhằm đảm bảo tính ổn định của công trình trước tác động của dòng chảy và sóng triều.
Thu thập vận tốc và hướng dòng chảy để tính toán tác động của biển vào việc thiết kế an toàn cho cầu cảng.
– Nuôi trồng và bảo tồn thủy sản
Trong khu vực nuôi trồng thủy sản hoặc khu vực rạn san hô hoặc sinh vật, thảm thực vật tự nhiên thì việc đánh giá dòng hải lưu và dòng chảy của sông ngòi, nước thải sinh hoạt vào những khu vực này có tác động rất lớn đến điều kiện sống. Những dữ liệu như tốc độ, hướng dòng chảy bề mặt và đáy, nhiệt độ, độ mặn, độ hoàn tan oxy, mực nước và sự trao đổi nước với khu vực bên ngoài.
– Môi trường và khí tượng thủy văn
Hoạt động giám sát biến đổi khí hậu, xói lở bở biển, hay xâm nhập mặn việc thu thập dữ liệu về tốc độ hướng dòng chảy theo thời gian dài hạn, mực nước và biên độ chu kỳ triều, nhiệt độ, độ mặn, độ đục, hàm lượng dinh dưỡng,.. Những yếu tố này ảnh hướng đến môi trường và dựa vào những dữ liệu biến đổi nay có thể đánh giá tác động và đưa ra cảnh báo thiên tai như lũ quét, nước dâng do bão, triều cường ,…
Lợi ích khi sử dụng thiết bị đo tự động để quan trắc dòng chảy
– Đo liên tục và theo thời gian thực
Trước đây việc đo thủ công chỉ đo tại những điểm nhất dịnh, dẫn đến dữ liệu rời rạc, khó đánh giá biến động nhanh. Trong khi đó, thiết bị tự động có thể đo 24/7, lưu dữ liệu theo phút/giây giúp nắm rõ diễn biến tức thời của dòng chảy, thủy triều, lũ hoặc sự cố bất thường. Từ đó, quan trắc dòng chảy giúp phát hiện kịp thời ngu cơ lũ, xoáy nước, biến động thủy triều phục vụ an toàn hành hải và thủy lợi.
– Truyền dữ liệu từ xa, giảm nhân lực đo đạc
Thiết bị có thể truyền dữ liệu qua 3G/4G, vệ tinh,… về trung tâm điều hành. Người quản lý cũng không cần phải ra hiện trường thường xuyên mà chỉ cần ra lắp đặt thiết bị tự động đo, sau thời gian đo thì ra lấy thiết bị và trút dữ liệu từ thiết bị để xem. Từ đó giúp tiết kiệm chi phí nhân lực, giảm rủi ro cho kỹ sư khi phải làm việc trong môi trường nguy hiểm như biển khơi, nơi dòng chảy xiết.
– Độ chính xác cao và đa thông số
Thiết bị hiện đại như ADCP, Aquadopp sử dụng nguyên lý Doppler cho phép đo vận tốc dòng chảy 3D theo phương ngang và phương đứng, đo dòng chảy phân tần (profile từ mặt đến đáy). Ngoài ra, nhiều thiết bị tích hợp thêm khả năng đo nhiệt độ, độ mặn, độ đục, áp suất nước mang lại cái nhìn tổng thể và chi tiết về thủy văn, hải dương học và phương pháp thủy công khó thực hiện cùng một lúc.
Thiết bị hiện đại sử dụng nguyên lý Doppler để đo vận tốc dòng chảy.
– Lưu trữ và phân tích dữ liệu dài hạn
Dữ liệu được ghi trong bộ nhớ trong và đồng bộ với phần mềm quản lý, có thể xuất file Excel, GIS, hoặc tích hợp trực tiếp với hệ thống quan trắc môi trường. Dữ liệu được sử dụng phục vụ nghiên cứu khoa học (biến đổi khí hậu, quy luật dòng chảy); hoặc làm cơ sở pháp lý cho quy hoạch cảng biển, thủy lợi; báo cáo đánh giá môi trường.
– Hoạt động ổn định, bền bỉ trong môi trường khắc nghiệt
Thiết kế chống nước mặn, chịu áp lực ở độ sâu hàng trăm mét, hệ thống quan trắc dòng chảy có thể hoạt động nhiều tháng liền với pin năng lượng hoạt nguồn ngoài. Hệ thống giúp đảm bảo quan trắc liên tục ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt như mưa lớn, bão hay ở ngoài khơi xa.
– Cảnh báo sớm và hỗ trợ ra quyết định
Hệ thống quan trắc dòng chảy tự động có thể thiết lập ngưỡng cảnh báo. Ví dụ: Vận tốc dòng chảy lớn 1,5m/s, mực nước tăng bất thường, khi vượt ngưỡng, thiết bị gửi cảnh báo về trung tâm hoặt điện thoại của người quản lý.
Thông qua đó, hệ thống giúp cảng vụ kịp thời điều phối xử lý, hỗ trợ đập thủy điện trong việc xả lũ an toàn, bảo vệ môi trường nuôi trồng thủy sản khỏi ô nhiễm, thiếu oxy do dòng chảy kém lưu thông.
– Tích hợp với các hệ thống giám sát khác
Dữ liệu dòng chảy có thể tích hợp cùng AIS, radar hàng hải, hệ thống khí tượng, ECDIS, hình thành 1 bức tranh toàn diện vầ điều kiện biển. Nhờ đó, hệ thống quan trắc dòng chảy giúp nâng cao khả năng quản lý, giám sát giao thông đường thủy, nghiên cứu khoa học, dự báo thiên tai.
Thiết bị quan trắc dòng chảy tự động đang được bán tại Đất Hợp
| Thiết bị quan trắc dòng chảy tự động đang được bán tại Đất Hợp | Chức năng chính | Hình ảnh |
| Thiết bị đo dòng chảy tự ghi LeveLine |
|
 |
| Thiết bị đo dòng chảy lưu lượng, sóng, triều Sontek ADP |
|
 |
| Thiết bị đo vận tốc âm thanh theo cột nước AML-3 |
|
 |
Quan trắc dòng chảy giữ vai trò trọng yếu trong quản lý nguồn nước, an toàn công trình và dự báo thiên tai. Với sự phát triển của công nghệ, các thiết bị đo tự động giúp việc thu thập dữ liệu trở nên nhanh chóng, chính xác và dễ dàng tích hợp với các hệ thống giám sát khác. Để được biết thêm chi tiết về giải pháp quan trắc dòng chảy bền bỉ, chính xác và tối ưu chi phí, hãy liên hệ Đất Hợp qua HOTLINE 0903 825 125 để được tư vấn thiết bị phù hợp nhất.
>>> Xem thêm: Đất Hợp cung cấp giải pháp đo đạc dòng chảy và sóng biển chính xác cao
