Giáo trình Bổ túc nâng hạng GCNKNCM thuyền trưởng hạng ba

Nội dung text: Giáo trình Bổ túc nâng hạng GCNKNCM thuyền trưởng hạng ba

1. BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI CỤC ĐƯỜNG THỦY NỘI ĐỊA VIỆT NAM GIÁO TRÌNH BỔ TÚC NÂNG HẠNG GCNKNCM THUYỀN TRƯỞNG HẠNG BA Năm 2014
2. LỜI GIỚI THIỆU Thực hiện chương trình đổi mới nâng cao chất lượng đào tạo thuyền viên, người lái phương tiện thủy nội địa quy định tại Thông tư số 57/2014/TT-BGTVT ngày 24 tháng 10 năm 2014 của Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải. Để từng bước hoàn thiện giáo trình đào tạo thuyền viên, người lái phương tiện thủy nội địa, cập nhật những kiến thức và kỹ năng mới. Cục Đường thủy nội địa Việt Nam tổ chức biên soạn “Giáo trình bổ túc nâng hạng GCNKNCM thuyền trưởng hạng ba” với các nội dung: 1. Cấu trúc tàu thuyền. 2. Máy tàu thuỷ. 3. Luồng chạy tàu thuyền. 4. Kinh tế vận tải. 5. Pháp luật về Giao thông đường thủy nội địa. 6. Điều động tàu và thực hành điều động tàu. 7. Hàng hải và các thiết bị hàng hải. 8. Khí tượng thủy văn. 9. Nghiệp vụ thuyền trưởng. Đây là tài liệu cần thiết cho cán bộ, giáo viên và học viên nghiên cứu, giảng dạy, học tập. Trong quá trình biên soạn không tránh khỏi những thiếu sót, Cục Đường thủy nội địa Việt Nam mong nhận được ý kiến đóng góp của Quý bạn đọc để hoàn thiện nội dung giáo trình đáp ứng đòi hỏi của thực tiễn đối với công tác đào tạo thuyền viên, người lái phương tiện thủy nội địa. CỤC ĐƯỜNG THỦY NỘI ĐỊA VIỆT NAM 1
3. MỤC LỤC TT Nội dung Trang MÔN CẤU TRÚC TÀU THUYỀN 1 Chương I. Kích thước tàu thuyền 10 1.1 Các mặt phẳng cơ bản của tàu thuyền 10 1.2 Các kích thước chính của tàu thuyền 12 1.3 Các Hệ số béo của tàu thủy 16 2 Chương II. Cấu trúc tàu thuyền 19 2.1 Phân chia con tàu về cấu trúc 19 2.2 Cấu trúc khung tàu 20 2.3 Cấu trúc vỏ tàu 23 2.4 Cấu trúc boong và thượng tầng 23 2.5 Cấu trúc một số tàu chuyên dụng 26 3 Chương III. Mớn nước - Thước mớn nước - Dấu chở hàng 36 3.1 Mớn nước. 36 3.2 Thước mớn nước. 37 3.3 Dấu chở hàng. 40 43 4 Chương IV. Các đặc tính cơ bản của tàu thuyền 4.1 Các đặc tính khai thác 43 4.2 Các đặc tính hoạt động 46 2
4. MÔN LUỒNG CHẠY TÀU THUYỀN 1 Chương I. Khái quát chung của sông kênh việt Nam 55 1.1 Sông kênh đối với vận tải đường thuỷ nội địa 55 1.2 Tính chất chung 55 1.3 Đặc điểm chung 2 Chương II. Các hệ thống sông chính 61 2.1 Sông, kênh miền Bắc 61 2.2 Sông , kênh miềm Trung 66 2.3 Sông, kênh miềm Nam 68 3 Chương III. Các tuyến vận tải đường thuỷ nội địa chính 70 3.1 Các tuyến vận tải đường thuỷ nội địa miền Bắc 70 3.2 Các tuyến vận tải đường thuỷ nội địa miền Trung 92 3.3 Các tuyến vận tải đường thuỷ nội địa miền Nam 95 MÔN KINH TẾ VẬN TẢI 1 Chương I. 103 Vị trí, vai trò, đặc điểm của ngành vận tải đường thủy nội địa 1.1 Vị trí, vai trò 1.2 Đặc điểm 103 103 2 Chương II. Vận tải hàng hóa Khái niệm và phân loại tàu chở hàng 105 2.1 Một số vấn đề chung về hàng hóa 105 2.2 Phương pháp vận chuyển một số loại hàng 105 2.3 Quy định về vận tải hàng hóa nội địa 113 2.4 134 Chương III. Vận tải hành khách 3 Khái niệm về phương tiện chở khách 140 3.1 Quy định về vận tải hành khách đường thủy nội địa 140 3.2 140 Chương IV. Kinh tế vận tải 4 Những hình thức công tác của đoàn vận tải 149 4.1 Các chỉ tiêu về vận tải hàng hóa và hành khách 149 4.2 Năng suất lao động và năng suất phương tiện 150 4.3 Cách tính nhiên liệu cho một chuyến đi 157 4.4 159 3
5. MÔN PHÁP LUẬT VỀ GIAO THÔNG ĐƯỜNG THUỶ NỘI ĐỊA 1 Chương I. Quy tắc giao thông và tín hiệucủa phương tiện 162 1.1 Quy tắc giao thông 162 1.2 Tín hiệu của phương tiện giao thông đường thuỷ nội địa 165 2 Chương II. Quy tắc báo hiệu đường thuỷ nội địa 173 2.1 Quy định chung 173 2.2 Những quy định của quy tắc báo hiệu ĐTNĐ VN 173 2.3 Các loại báo hiệu ĐTNĐVN 177 3 Chương III. Trách nhiệm của thuyền trưởng thuyền phó 205 3.1 Trách nhiệm của thuyền trưởng 205 3.2 Trách nhiệm của thuyền phó 1 206 3.3 Trách nhiệm của thuyền phó 2 207 4 Chương IV. Hoạt động của phương tiện tại vùng nước 208 cảng, bến thủy nội địa 4.1 Thủ tục của phương tiện vào và rời cảng bến 208 4.2 Hoạt động của phương tiện thủy tại cảng bến 209 5 Chương V. Quy định xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực giao thông ĐTNĐ 211 5.1 Vi phạm quy định về phương tiện thủy nội địa 211 5.2 Vi phạm về quy về quy định thuyền viên, người lái phương 218 tiện 5.3 Vi phạm quy tắc giao thông và tín hiệu của phương tiện 222 4
6. MÔN ĐIỀU ĐỘNG TÀU VÀ THỰC HÀNH ĐIỀU ĐỘNG 1 Chương I. Nguyên lí điều động tàu thủy 232 1.1 Bánh lái 232 1.2 Chân vị 235 1.3 Tàu hai chân vịt 241 1.4 Tàu ba chân vịt 243 1.5 Quán tính tàu thủy 244 1.6 Vòng quay trở 246 1.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến điều động tàu thủy 251 2 Chương II. Kỹ thuật cơ bản về điều động tàu tự hành 256 2.1 Điều động tàu rời cập bến 256 2.2 Điều động tàu quay trở 269 2.3 Điều động tàu qua cầu 278 2.4 Điều động tàu đi qua chập tiêu 283 2.5 Điều động tàu thả, thu neo 286 3 Chương III. Điều động tàu trong một số tình huống đặc 292 biệt 3.1 Điều động tàu trong trường hợp đang đi coa người ngã 292 xuống nước 3.2 Điều động tàu đi trong sương mù 293 3.3 Điều động tàu đi trong mùa lũ bão 293 3.4 Điều động tàu khi trên tàu có hỏa hoạn 296 3.5 Điều động tàu khi đang đi bị cạn đột ngột 297 3.6 Điều động tàu vào, ra cạn theo dự kiến 300 5
7. MÔN HÀNG HẢI 1 Chương I. Địa văn 304 1.1 Hình dạng và kích thước quả đất 304 1.2 Các đường điểm cơ bản 305 1.3 Các đơn vị dùng trong hàng hải 307 1.4 Tọa độ địa dư của một điểm 308 1.5 Hệ thống phân chia chân trời 310 1.6 Hướng thật, phương vị thật, góc mạn 312 1.7 Cấu tạo tờ hải đồ 315 1.8 La bàn từ 316 1.9 Thao tác hải đồ 318 1.10 Thực hành thao tác 320 2 Chương II. Máy điện hàng hải 321 2.1 Hệ thống định vị toàn cầu GPS 321 2.2 Máy đo sâu dùng âm thanh 332 2.3 Tốc độ kế 336 2.4 Radar 337 6
8. MÔN KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN 1 Chương I. Khí tượng 344 1.1 Thành phần lớp khí quyển gần mặt đất 344 1.2 Phân lớp khí quyển theo chiều thẳng đứng 344 1.3 Thời tiết và các yếu tố tạo thành thời tiết 345 1.4 Bão nhiệt đới 355 1.5 Bão ở Việt Nam 364 2 Chương II. Thủy văn 365 2.1 Hải lưu 365 2.2 Sóng 366 2.3 Khái niệm các dòng chảy 368 3 Chương III. Thủy triều 371 3.1 Mực nước biển trung bình và nguyên nhân dao động mực 371 nước biển 3.2 Hiện tượng thủy triều, nguyên nhân gây ra thủy triều 372 3.3 Nguyên nhân gây thủy triều 373 3.4 Bảng thủy triều và cách tra 378 MÔN NGHIỆP VỤ THUYỀN TRƯỞNG 1 Nhận bàn giao nhiệm vụ bàn giao dưới tàu 382 2 Quản lí thuyền viên và giấy tờ tài liệu pháp lí của tàu 389 3 Quản lí tài sản và sổ sách tàu 392 4 Phương pháp ghi nhật kí tảu 396 5 Lập kế hoạch chuyến đi và phân công nhiệm vụ trên tàu 398 6 Công tác cảng vụ 403 7
9. MÔN MÁY TÀU THUỶ 1 Chương I. Nguyên lí hoạt động của động cơ diezen 406 1.1 Khái niệm về động cơ 406 1.2 Các bộ phận cơ bản của động cơ 407 1.3 Các định nghĩa cơ bản 408 1.4 Động cơ Diezen 4 kì 409 1.5 Động cơ Diezen 2 kì 412 2 Chương II. Cấu tạo động cơ 415 2.1 Phần tĩnh 415 2.2 Phần động 421 3 Chương III. Các hệ thống của động cơ 431 3.1 Hệ thống phân phối khí 431 3.2 Hệ thông phân phối nhiên liệu trên động cơ diezen 436 3.3 Hệ thống bôi trơn 442 3.4 Hệ thống làm mát 446 4 Chương IV.Chăm sóc bảo quản động cơ 451 8
10. MÔN CẤU TRÚC TÀU THUYỀ NỘI DUNG TỔNG QUÁT TT Nội dung Số giờ 1 Chương I: Kích thước tàu thuyền 4 1.1 Các mặt phẳng cơ bản của tàu thuyền 1.1.1 Mặt phẳng trục dọc (P) 1.1.2 Mặt phẳng sườn giữa (Q) 1.1.3 Mặt phẳng đường nước (R) 1.2 Các kích thước chính của tàu thuyền 1.2.1 Các kích thước chiều dài 1.2.2 Các kích thước chiều rộng 1.2.3 Các kích thước chiều cao 1.2.4 Ý nghĩa của các kích thước 1.3 Các Hệ số béo của tàu thủy 2 Chương II: Cấu trúc tàu thuyền 16 2.1 Phân chia con tàu về cấu trúc 2.2 Cấu trúc khung tàu 2.3 Cấu trúc vỏ tàu 2.4 Cấu trúc boong và thượng tầng 2.5 Cấu trúc một số tàu chuyên dụng 2.5.1 Tàu đẩy 2.5.2 Phà 2.5.3 Giới thiệu tàu cao tốc. 3 Chương 3: Mớn nước - Thước mớn nước - Dấu chở 3 hàng 3.1 Mớn nước. 3.2 Thước mớn nước. 3.3 Dấu chở hàng. 4 Chương 4: Các đặc tính cơ bản của tàu thuyền 6 4.1 Các đặc tính khai thác 4.2 Các đặc tính hoạt động Kiểm tra kết thức môn học 1 Tổng số 30 9
11. Chương I KÍCH THƯỚC TÀU THUYỀN 1.1 Khái niệm ba mặt phẳng cơ bản Muốn nghiên cứu con tàu cũng như mọi vật thể khác, người ta có thể chia cắt nó bằng vô số các mặt phẳng tưởng tượng để tìm hiểu từng phần, rồi rút ra những phần cơ bản, phần đặc trưng có thể mô tả được toàn bộ hình dáng, bản chất, nội dung của con tàu. Mỗi lĩnh vực nghiên cứu lại chọn phần cơ bản khác nhau để chia cắt. Trong lĩnh vực của người quản lý, khai thác vận tải và người sử dụng, vận hành phương tiện đường thuỷ nội địa lấy 3 mặt phẳng đặc trưng là: Mặt phẳng trục dọc(mặt phẳng đối xứng cắt dọc tàu); mặt phẳng đường sườn giữa và mặt phẳng đường nước để nghiên cứu.(Hình 1) P Q R (Q) (P)   (R) (P)  Hình 1: Các mặt phẳng cơ bản của tàu thuyền 1 - Mặt cắt của tàu trong (P) 2 - Mặt cắt của tàu trong (Q) 3 - Mặt cắt của tàu trong (R) 10
12. 1.1.1.Mặt phẳng trục dọc (P). Mặt phẳng trục dọc (P) là mặt phẳng cắt dọc con tàu qua đường tâm của sống mũi và sống lái. Chia con tàu ra làm 2 phần đối xứng với nhau nên còn gọi là mặt phẳng dọc tâm, ký hiệu là (P). Đứng trong mặt phẳng (P), nhìn từ lái lên mũi tàu thì: bên tay phải được gọi là mạn phải thay mạn đèn xanh, đối với thuyền gọi là bên bát, bên tay trái gọi là mạn trái hay mạn đèn đỏ, đối với thuyền gọi là bên cạy. Qua mặt cắt thân tàu trong mặt phẳng (P) ta thấy rõ hình dáng sống mũi, sống lái cũng như hình dáng đường boong, sống đáy chính. 1.1.2. Mặt phẳng sườn giữa (Q). Là mặt phẳng thẳng đứng, vuông góc với mặt phẳng (P), cắt ngang con tàu tại điểm giữa của đường nước thiết kế, còn gọi là trung điểm của đường thuỷ trực mũi và lái. - Đường thuỷ trực mũi là đường thẳng vuông góc với mặt nước đi qua giao điểm giữa mặt nước và sống mũi. - Đường thuỷ trực lái là đường thẳng vuông góc với mặt nước đi qua giao điểm giữa mặt nước và sống lái. Mặt phẳng (Q) chia con tàu theo chiều ngang: Đứng trong mặt phẳng này, nhìn theo hướng từ lái lên mũi tàu, phía trước gọi là phần mũi, phía sau gọi là phần lái. Mặt cắt ngang con tàu tại mặt phẳng đường sườn giữa cho ta thấy độ béo ngang giữa con tàu, độ nghiêng của mạn, độ vát của đáy, kích thước và hình dáng của boong. Tuỳ theo tính chất công tác, loại hàng chuyên chở và đặc biệt là điều kiện tự nhiên của vùng hoạt động mà người ta có chọn mặt cắt này dạng "vỏ dưa" hay "mình phản". Để giảm được lực cản của nước, có thể cùng một con tàu, ở mỗi khoảng nhóm cong giang khác nhau người ta lại chọn dạng mặt cắt này khác nhau. 1.1.3.Mặt phẳng đường nước (R). Mặt phẳng đường nước là mặt phẳng nằm ngang, song song với mặt phẳng cơ bản và xem như trùng với mặt nước khi tàu chuyên chở đủ tải theo quy định của cơ quan đăng kiểm. Mặt phẳng này chia con tàu theo chiều thẳng đứng ra làm 2 phần: - Phía dưới (R) gọi là phần chìm. - Phía trên (R) gọi là phần nổi. Mặt cắt của thân tàu trong (R) cho ta biết hình dáng đường nước. Tại phần mũi và đuôi tàu, đường nước có thể nhọn hơn hay tù hơn, lõm vào hay lồi ra, tại phần giữa có thể có hoặc không có đoạn thẳng song song với mặt phẳng trục dọc (P). Người ta phân biệt đường nước chở hàng và đường thiết kế. Đường nước chở hàng là giao tuyến cong của mặt thân tàu với mặt nước khi tàu chở đủ hàng theo quy định của cơ quan đăng kiểm. Đường nước thiết kế là đường nước dùng để tính toán trong thiết kế. 1.2. Các kích thước của tàu thuyền. 11
13. Kích thước của tàu thuyền không những phải được xác định ngay từ khi thiết kế, chế tạo, mà nó phải được người sử dụng, khai thác tàu nắm vững để không ngừng nâng cao hiệu quả kinh tế, kỹ thuật trong cả quá trình khai thác phương tiện. Đối với người lái phương tiện, ngoài ý nghĩa trên, còn phải nắm được các kích thước cơ bản của phương tiện mình điều khiển để đảm bảo việc an toàn điều động trong mọi tình huống. Sau đây là các kích thước cần nắm vững: 1.2.1. Các kích thước chiều dài (L) của tàu thuyền (Hình 2) 1. Chiều dài thiết kế (Ltk) Chiều dài thiết kế được đo trong mặt phẳng trục dọc tàu (P). Là khoảng cách giữa 2 giao điểm của mặt nước khi tàu chuyên chở tới mức tối đa cho phép với sống mũi và sống lái. Chiều dài thiết kế là một trong những số đo cơ bản để xác định thể tích phần chìm của tàu, từ đó ta có thể xác định được lượng hàng hoá mà tàu chuyên chở được. Ltk Lđk Ltt Hình 2: Các kích thước chiều dài 2. Chiều dài đăng ký (Lđk) Chiều dài đăng ký là khoảng cách tính từ sống mũi đến sống lái, đo theo đường mặt boong chính, trong mặt phẳng trục dọc của tàu. Chiều dài đăng ký là một trong những số đo cơ bản để xác định thể tích thân tàu nhằm bố trí trang, thiết bị, khoang hầm một cách hợp lý và lựa chọn phương án xếp dỡ hàng hoá một cách tối ưu để khai thác có hiệu quả thể tích thân tàu. 3. Chiều dài toàn thể (Ltt) Chiều dài toàn thể là khoảng cách tính từ điểm nhô ra xa nhất ở phía mũi đến điểm nhô ra xa nhất ở phía lái tàu (kể cả các trang, thiết bị dụng cụ như sào, chèo, cần trục v.v.). Đây là chiều dài lớn nhất của con tàu. Nắm được chiều dài toàn thể, người điều khiển phương tiện biết được khả năng ra, vào bến, quay trở trong các trường hợp cụ thể có an toàn, chót lọt hay không. 1.2.2. Các kích thước chiều rộng (B) (Hình 3) 1. Chiều rộng thiết kế(Btk) 12
14. Chiều rộng thiết kế là khoảng cách tính từ mạn này sang mạn kia, đo theo đường mớn nước tối đa (đầy tải) trong mặt phẳng đường sườn giữa của tàu. Chiều rộng thiết kế là một trong những số đo cơ bản để xác định thể tích phần chìm của tàu. 2. Chiều rộng đăng ký (Lđk) Chiều rộng đăng ký là khoảng cách tính từ mạn này sang mạn kia, đo theo đường mặt boong chính, trong mặt phẳng đường sườn giữa của tàu. Chiều rộng đăng ký là một trong những số đo cơ bản để xác định thể tích thân tàu. 3. Chiều rộng toàn thể (Btt) Chiều rộng toàn thể là khoảng cách tính từ mạn này sang mạn kia, đo tại chỗ phình ra lớn nhất của con tàu. Chiều rộng toàn thể giúp người điều khiển phương tiện biết được khả năng tàu đi qua những đoạn luồng hẹp, khi tránh, vượt nhau, khi ra, vào bến có an toàn, chót lọt hay không. Btk Bđk Btt Hình 3: Các kích thước chiều rộng của tàu thuyền 1.2.3.Các kích thước chiều cao. (Hình 4) 1. Chiều cao mớn nước (d) Chiều cao mớn nước hay còn gọi là chiều chìm, là khoảng cách thẳng đứng tính từ mặt phẳng nằm ngang đi qua điểm thấp nhất dưới đáy tàu đến mặt nước tiếp xúc với vỏ tàu. Như vậy d sẽ biến đổi từ mớn nước nhỏ nhất đến mớn nước lớn nhất ở mỗi thời điềm quan sát khác nhau. Đây là một thông số quan trọng trong tính toán vận tải và trong điều động phương tiện. 2. Chiều cao lực nổi dự trữ (F) Chiều cao lực nổi dự trữ hay còn gọi là chiếu cao mạn khô, là khoảng cách thẳng đứng tính từ mặt boong chính đến mớn nước khi tàu chở đầy tải. Chiều cao lực nổi dự trữ thể hiện khả năng có đảm bảo hoạt động bình thường hay không khi tàu bị dao động dưới tác động của ngoại lực (sóng, gió, dòng chảy, va chạm v.v.), mặt khác nó còn là một trong những yếu tố quan trọng để xác định khả năng chống chìm của con tàu. 13
15. HK F F D d Hình 4: Các kích thước chiều cao của tàu thuyền 3. Chiều cao thân tàu (D) Chiều cao thân tàu là khoảng cách thẳng đứng tính từ mặt phẳng nằm ngang đi qua điểm thấp nhất dưới đáy tàu đến mặt boong chính. Nó chính là tổng của chiều cao mớn nước tối đa và chiều cao lực nổi dự trữ. Đây cũng là một thông số để xác định thể tích thân tàu. 4. Chiều cao tĩnh không tàu (HK) Chiều cao tĩnh không tàu là khoảng cách thẳng đứng tính từ mặt nước tiếp xúc với vỏ tàu đến điểm cao nhất trên thượng tầng. Như vậy chiều cao tĩnh không sẽ biến đổi ngược lại với sự biến đổi của chiều cao mớn nước, nghĩa là khi mớn nước giảm thì chiều cao tĩnh không tăng và ngược lại. 1.2.4 Ý nghĩa của các kích thước. Như trên đã đề cập khái quát tới ý nghĩa của từng kích thước, ở đây ta xét ý nghĩa riêng biệt của từng loại kích thước và tổng hợp ý nghĩa của một số kích thước với nhau đối vơí lĩnh vực kinh tế vận tải và lĩnh vực điều động phương tiện như sau: - Biết được L tk, Btk, d và hệ số béo lượng chiếm nước của tàu ta có thể xác định được thể tích phần chìm tàu, từ đó xác định được khối lượng hàng hoá mà con tàu đang chuyên chở. - Biết được Lđk, Bđk, H cùng với hệ số béo thân tàu, ta có thể xác định được thể tích thân tàu nhằm bố trí trang, thiết bị, khoang hầm một cách hợp lý và lựa chọn phương án xếp dỡ hàng hoá một cách tối ưu để khai thác có hiệu quả thể tích thân tàu. - Biết được d ta nắm vững được khả năng điều động tàu đi qua những đoạn luồng khan cạn có an toàn, chót lọt hay không, từ đó tính toán lựa chọn giờ khởi hành, xếp dỡ hàng hoá một cách hợp lý. 14
16. - Biết được L tt người điều khiển phương tiện biết được khả năng ra, vào bến, quay trở trong các trường hợp cụ thể có an toàn, chót lọt hay không. - Biết được B tt người điều khiển phương tiện biết được khả năng tàu đi qua những đoạn luồng hẹp, khi tránh, vượt nhau, khi ra, vào bến có an toàn, chót lọt hay không. - Biết được H K người điều khiển phương tiện biết được khả năng tàu đi qua các công trình vượt sông trên không như cầu, cống, âu thuyền, đường dây điện v.v có đảm bảo an toàn hay không. - Nắm chắc F trước hết đối với người quản lý bố trí tuyến, vùng hoạt động cho tàu một cách phù hợp, đối với người điều khiển biết áp dụng các thao tác điều động phù hợp để giảm tới mức tối thiểu ảnh hưởng của không khí, gió đảm bảo hiệu quả điều động. Người khai thác và sử dụng tàu thuyền cũng cần nắm được mối quan hệ của các kích thước chính của tàu. Tỷ số giữa chiều dài và chiều rộng L/B có ảnh hưởng lớn tới tính ổn định, tốc độ tàu, tính điều khiển của tàu. Tỷ số giữa chiều cao thân tàu và chiều cao mớn nước D/d cũng ảnh hưởng tới tính ổn định, sức cản của gió, dòng nước đối với tàu. Tỷ số giữa chiều rộng và mớn nước B/d càng lớn thì tính ổn định càng cao nhưng lực cản sẽ tăng làm giảm tốc độ tàu. Tỷ số giữa các kích thước và giá trị của các hệ số béo hợp lý theo tính toán và kinh nghiệm được thể hiện tại bảng 1: Bảng 1: Tỷ số giữa các kích thước và giá trị của các hệ số béo của các loại tàu dân dụng Các loại Tỷ số giữa các kích thước chính Hệ số béo tàu L/B B/d D/d L/D   Tàu khách đi 7 - 10 2,4 - 1,35- 12-15 0,56 - 0,70 - 0,95 - biển xa 3,1 1,70 0,70 0,80 0,98 Tàu khách đi 6,5 - 2,6 - 1,35- 10 - 14 0,50 - 0,70 - 0,85 - biến gần 7,5 3,2 1,45 0,60 0,80 0,96 Tàu chở hàng 7,2 - 2,4 - 1,3 - 12 - 14 0,60 - 0,80 - 0,95 - khô loại lớn 8,0 2,6 1,5 0,75 0,85 0,98 Tàu chở hàng 6,5 -7,5 2,3-2,5 1,3 - 10 - 14 0,65 - 0,80 - 0,96 - khô loại trung 1,5 0,75 0,85 0,98 bình Tàu chở hàng 6,0 - 2,2-2,4 1,2 - 10 - 14 0,70 - 0,82 - 0,96 - khô loại nhỏ 7,0 1,4 0,75 0,86 0,98 15
17. Tàu chở dầu 6,0 - 2,5-3,0 1,29- 12 - 14 0,75 - 0,83 - 0,98 - loại lớn 7,0 1,40 0,85 0,88 0,99 Tàu chở dầu 6,8 - 2,3 - 1,20- 12,5 - 0,72 - 0,78 - 0,97 - loại vừa 7,5 2,5 1,31 14 0,77 0,85 0,99 Tàu đánh cá 5,0 - 2,0 - 1,20 - 9 - 11 0,5 - 0,75 - 0,77 - 6,0 2,4 1,30 0,6 0,80 0,85 1.3. Các hệ số béo của tàu thuỷ 1.3.1.Khái niệm. Các kích thước cơ bản của tàu gồm; chiều dài (L); chiều rộng (B); chiều cao (D,d) là rất quan trọng, nhưng chưa thể mô tả đầy đủ hình dáng của một con tàu, vì có thể cùng một kích thước như nhau nhưng tàu vỏ dưa lại có thể tích nhỏ hơn tàu đáy bằng. Hay nói cách khác: tàu vỏ dưa gầy hơn tàu đáy bằng. Để đặc trưng cho tính chất trên, người ta đã đưa ra đại lượng gọi là hệ số béo. Hệ số nói lên độ béo, gầy của một con tàu gọi là hệ số béo. Để biểu thị một cách đấy đủ các đặc điểm hình dạng thân tàu người ta dùng các hệ số béo của phần ngâm nước (Hình 5) L  d  B B  d L Hình 5: Các hệ số béo của tàu thủy : Hệ số béo đường nước ; : Hệ số béo sườn giữa; : Hệ số béo lượng chiếm nước 1.3.2.Các loại hệ số béo. 1. Hệ số béo đường nước thiết kế ( ) Là tỷ số giữa diện tích đường nước thiết kế S và diện tích hình chữ nhật bao quanh nó, có chiều dài là L và chiều rộng là B: = S / L.B 2. Hệ số béo sườn giữa () 16
18. Là tỷ số giữa diện tích sườn giữa  và diện tích hình chữ nhật bao quanh nó, có các cạnh là B và T:  =  / B.d 3. Hệ số béo lượng chiếm nước(Hệ số béo chung) () Là tỷ số giữa thể tích phần chiếm nước V của tàu và thể tích hình hộp chữ nhật bao quanh nó, có các kích thước là L, B, d:  = V / L.B.d 4. Hệ số béo lượng chiếm nước dọc tàu ( ) Là tỷ số giữa thể tích V và thể tích hình lăng trụ có diện tích đáy là diện tích sườn giữa , có chiều cao là chiều dài L của tàu: = V / .L = .LBd/ . BdL =  /  5. Hệ số béo lượng chiếm nước thẳng đứng () Là tỷ số giữa thể tích chiếm nước V và thể tích hình lăng trụ có diện tích đáy là diện tích đường nước thiết kế S và chiều cao là mớn nước T của tàu:  = V / S.T = .LBd / .BdL =  / 1.3.3. Ý nghĩa của các hệ số béo. Từ định nghĩa của các loại hệ số béo của tàu thuyền, ta có thể rút ra kết luận là trị số lớn nhất của các hệ số béo là một và ý nghĩa của các hệ số béo như sau: - Hệ số béo đường nước thiết kế ( ) cho ta biết độ thon của mũi, lái tàu: + có giá trị lớn, chứng tỏ con tàu có mũi tù, sức cản của nước đối với tàu lớn. + có giá trị nhỏ, chứng tỏ con tàu có mũi nhọn, sức cản của nước đối với tàu nhỏ. Mặt khác còn là cơ sở để xác định các hệ số béo khác. - Hệ số béo sườn giữa () cho ta biết độ thon theo chiều ngang của con tàu và còn là cơ sở để xác định các hệ số béo khác. +  có giá trị lớn, chứng tỏ con tàu có tuyến hình mình phản. +  có giá trị nhỏ, chứng tỏ con tàu có tuyến hình vỏ dưa. - Hệ số béo lượng chiếm nước (Hệ số béo chung) () cho ta biết tuyến hình của phần ngâm nước của thân tàu. +  có giá trị lớn, chứng tỏ thân tàu có dung tích lớn, có thể chứa được khối lượng hàng hoá lớn. +  có giá trị nhỏ, chứng tỏ thân tàu có dung tích nhỏ, có thể chứa được khối lượng hàng hoá nhỏ. +  còn để xác định trọng lượng con tàu và trọng lượng hàng hoá. Ví dụ: Một con tàu có trọng tải 100 tấn, các kích thước chủ yếu như sau: - Chiều dài L = 32 m - Chiều rộng B = 6 m 17
19. - Mớn nước đầy tải T = 1,2 m - Hệ số béo lượng chiếm nước được xác định là  = 0,7, nghĩa lã thể tích phần ngâm nước của tàu chỉ bằng 70% thể tích của hình hộp chữ nhật bao quanh nó. Thể tích hình hộp chữ nhật đó sẽ là: 3 Vhh = L.B.d = 32 . 6 . 1,2 = 230,4 (m ) Thể tích phần chiếm nước (lượng chiếm nước D) của tàu sẽ là: D =  . LBT = 0,7 . 230,4 = 161,28 (tấn) Mà trọng tải tinh của tàu là 100 tấn, vậy trọng lượng riêng (trọng tải nguyên) của tàu sẽ là: 161,28 - 161,28 = 61,28 (tấn) Cần lưu ý, trong tính toán lập kế hoạch sản xuất người ta lấy tỷ trọng () của nước bằng các số tương đối sau: 3 - ngọt = 1,0 tấn / m 3 - mặn = 1,025 tấn / m - Hệ số béo lượng chiếm nước dọc tàu ( ) cho ta biết mối quan hệ giữa hệ số béo lượng chiếm nước (Hệ số béo chung) () và hệ số béo sườn giữa (): + có giá trị lớn, chứng tỏ con tàu có chiều chìm lớn. + có giá trị nhỏ, chứng tỏ con tàu có chiều chìm nhỏ. - Hệ số béo lượng chiếm nước thẳng đứng () cho ta biết mối quan hệ giữa hệ số béo lượng chiếm nước (Hệ số béo chung) () và hệ số béo đường nước thiết kế ( ): +  có giá trị lớn, chứng tỏ con tàu có mũi, lái nhọn. +  có giá trị nhỏ, chứng tỏ con tàu có mũi, lái tù. 18
20. Chương II CẤU TRÚC TÀU THUYỀN 2.1. Phân chia con tàu về cấu trúc  1- Khung tàu. 2- Vỏ tàu. 3- Boong và  thượng tầng  Hình 6: Các bộ phận cấu trúc cơ bản của con tàu Về cấu trúc, người ta chia con tàu ra làm 3 bộ phận cơ bản như trên (Hình 6) 1. Khung tàu. Khung tàu được xem như bộ xương của một cơ thể. Nó quyết định hình dáng, kích thước và khả năng chịu lực của toàn bộ con tàu. 2. Vỏ tàu. Vỏ tàu được xem như bộ da của một cơ thể, có tác dụng nhận lực nâng của nước làm cho tàu nổi và bảo vệ các bộ phận bên trong nó. Vỏ tàu phải bảo đảm các yêu cầu sau: - Kín nước. - Chịu được nội và ngoại lực đến một mức độ nhất định. 3. Boong và thượng tầng. - Boong tàu: Boong tàu được xem như mái che và tường vách của một ngôi nhà. Boong có tác dụng phân chia con tàu ra làm nhiều tầng, nhiều phòng buồng khác nhau. Các boong phía ngoài có yêu cầu kín nước để che phủ cho các khoang hầm và phòng buồng. - Kiến trúc thượng tầng tàu: Kiến trúc thượng tầng ở tàu bao gồm tất cả các kết cấu phía trên mặt boong chính. 19
21. 2.2. Cấu trúc khung tàu: Như trên đã nói: Khung tàu được xem như bộ xương của một cơ thể, vì vậy muốn đánh giá một con tàu về mọi mặt trước hết phải nghiên cứu khung tàu. Cấu tạo, vị trí, chức năng nhiệm vụ và tác dụng của 12 bộ phận chủ yếu của khung tàu, ta sẽ lần lượt nghiên cứu sau đây (Hình 7) 2.2.1. Sống mũi: Sống mũi được xem như cây cột cái của một ngôi nhà. Sống mũi được đặt ở phía trước mũi tàu, có mặt đối xứng nằm trong mặt phẳng trục dọc của tàu, xiên so với phương dây dọi một góc từ 10 0 - 150. Trên đó có khoét các lỗ để gá, lắp các sống cạnh. Ở phần trên sống mũi có mặt cắt dạng hình vuông hay hình chữ nhật hoặc hình thang cân, phần dưới được làm nhỏ dần và có mặt cắt dạng thủy động học để giảm lực cản (đối với loại làm bằng gỗ) (Hình 8). Với loại làm bằng thép thì có mặt cắt dạng hình chữ I hay chữ T hoặc chữ U. Sống mũi chịu mọi lực xô đẩy từ phía trước tới. Hình 8: Mặt cắt sống mũi bằng gỗ     10       11       20
22. Hình 7: Các bộ phận cơ bản của khung tàu 1- Sống mũi; 2 - Sống lái; 3- Sống đáy chính; 4- Sống đáy phụ (xà dọc đáy); 5 - Đà ngang đáy (Ván sài); 6 - Sống dọc mạn; 7 - Sườn đứng 8 - Xà ngang boong; 9 - Xà dọc boong; 10- Cột chống; 11-Vách ngăn 2.2.2. Sống lái: Có dạng mặt cắt như sống mũi. Sống lái có mặt đối xứng nằm trong mặt phẳng trục dọc của tàu. Thông thường sống lái được chia làm 2 phần: phần trên để lắp bánh lái, phần dưới để lắp trục chân vịt (Hình 9). Có loại tàu không bố trí sống lái thì tại vị trí đó người ta gia cường vỏ tàu rất chắc chắn để thay thế chức năng cho sống lái. Sống lái chịu mọi lực xô đẩy từ phía sau tới.   1 – Sống lái 2 - Trục/ Cuống lái  3 - Trục chân vịt Hình 9: Sơ đồ vị trí sống lái. 2.2.3. Sống đáy chính Sống đáy chính được xem như xương sống của một cơ thể. Sống đáy chính chạy dọc từ mũi về lái, nối phần dưới cùng của sống mũi và sống lái với nhau. Nó có mặt cắt dạng hình chữ nhật (gỗ), hình chữ I, chữ T hay chữ L (thép). Sống đáy chính có tác dụng tăng cường sức chịu đựng cho đáy tàu và để gá lắp các cong giang. Đối với tàu vỏ dưa thì sống đáy chính được đặt vượt ra ngoài giới hạn vỏ đáy tàu giúp cho đáy tàu khoẻ hơn. Một số loại tàu được thiết kế sống đáy chính gồm 2 phần theo chiều đứng: Phần dưới vượt khỏi đáy tàu được gọi là “Ky tàu” . Sống đáy chính chịu lực đẩy Acsimet. 2.2.4. Sống đáy phụ. (xà dọc đáy) Sống đáy phụ có dạng mặt cắt như ky tàu. Chạy dọc từ mũi về lái tàu, song song với sống đáy chính và đối xứng nhau từng đôi qua sống chính, giao nhau và vuông góc với các đà ngang đáy (ván sài), cùng với đà ngang đáy tạo lên khung đáy tàu, quyết định hình dáng, kích thước và khả năng chịu lực của đáy tàu. 2.2.5. Đà ngang đáy (Ván sài) Có mặt cắt như sống đáy chính, chiều cao bằng sống chính. Giao nhau và vuông góc với các sống đáy. Tác dụng như sống đáy. Để giảm trọng lượng và thông nước giữa các ô, người ta có khoét cá lỗ hình Êlíp trên thân ván sài. 21
23. 2.2.6. Sống dọc mạn.(xà dọc cạnh) Sống cạnh chạy dọc từ mũi về lái, nối liền sống mũi và sống lái với nhau, giao nhau và vuông góc với các cong giang. Tác dụng cùng với sườn đứng tạo nên khung mạn tàu (Hình 10), quyết định hình dáng, kích thước và độ thon của con tàu, chịu mọi áp lực ở 2 bên mạn tàu. Để tăng cường sức chịu cho chiều ngang tàu, người ta thiết kế sống dọc cạnh theo nhóm từ trên xuống dưới. Bắt đầu và kết thúc 1 nhóm là 2 sống dọc mạn chính có kích thước lớn hơn; Ở giữa là các sống dọc mạn phụ có kích thước nhỏ hơn. 2.2.7. Sườn đứng. Sườn đứng được xem như bộ xương sườn của một cơ thể. Được làm bằng gỗ hình chữ nhật hay thép chữ V, chữ I. Đặt thẳng đứng ở 2 bên mạn tàu, đối xứng nhau từng đôi một qua mặt phẳng trục dọc của tàu, giao nhau và vuông góc với các sống dọc mạn, đầu trên nối liền 2 đầu xà ngang boong, đầu dưới nối liện 2 đầu đà ngang đáy. Số lượng sườn đứng bằng số lượng đà ngang đáy và được chia đều ở phần mũi và phần lái qua đường sườn giữa. Cùng với sống dọc mạn tạo nên khung mạn tàu (Hình 10), quyết định hình dáng, kích thước và độ thon của con tàu, chịu mọi áp lực ở 2 bên mạn tàu. Tương tự như sống dọc mạn, người ta cũng thiết kế sườn đứng thành các nhóm: Bắt đầu và kết thúc 1 nhóm là 2 sườn đứng chính có kích thước lớn hơn; Ở giữa là các sường đứng phụ có kích thước nhỏ hơn. 2.2.8. Xà dọc boong. Xà dọc boong chạy dọc từ mũi về lái, song song và đối xứng với nhau qua mặt phẳng trục dọc tàu, giao nhau và vuông góc với các xà ngang. Cùng với xà ngang tạo nên khung boong đỡ toàn bộ mặt boong chính và kiến trúc thượng tầng của tàu. Ở những chỗ bị giới hạn bởi miệng khoang hầm gọi là xà dọc cụt. 2.2.9. Xà ngang boong. Xà ngang boong nối liền đầu trên cùng của đội cong giang với nhau, giao nhau và vuông góc với các xà dọc. Tác dụng như xà dọc. ở những chỗ bị giới hạn bởi miệng khoang hầm gọi là xà ngang cụt. 2.2.10. Cột chống. Là những thanh gỗ hình chữ nhật hay thép hình tròn hay hình vuông rỗng, đặt thẳng đứng rải rác trong các khoang hầm, đầu trên nối với chỗ giao nhau giữa xà ngang và xà dọc, đầu dưới nối chỗ giao nhau giữa ván sài và sống đáy. Có tác dụng tăng cường sức chịu đựng cho mặt boong chính và liên kết giữa mặt boong chính với đáy tàu. 2.2.11. Vách ngăn. Vách ngăn là những tấm gỗ hoặc thép ghép kín nước và nối liền đôi cong giang với nhau. Có tác dụng tăng cường sức chịu đựng theo chiều ngang cho con tàu và phân chia thân tàu ra làm các khoang hầm khác nhau, là một trong những yếu tố tạo ra tính chống chìm cho con tàu. 22
24. 2.3.Cấu trúc vỏ tàu. 2.3.1. Khái niệm về vỏ tàu. Vỏ tàu được xem như bộ da của một cơ thể, có tác dụng nhận lực nâng của nước làm cho tàu nổi và bảo vệ các bộ phận bên trong nó. Vỏ tàu phải bảo đảm các yêu cầu sau: - Kín nước. - Chịu được nội và ngoại lực đến một mức độ nhất định. - Nhẵn, đẹp để giảm được lực cản của không khí, nước và đảm bảo tính thẩm mỹ. 2.3.2. Phân loại vỏ tàu. Việc phân loại vỏ tàu cũng tùy theo lĩnh vực nghiên cứu, mỗi lĩnh vực lại phân vỏ tàu ra các loại khác nhau như sau: 1. Phân loại theo vật liệu làm vỏ tàu. - Vỏ gỗ. - Vỏ sắt. - Vỏ xi măng lưới thép - Vỏ hợp kim nhôm - Vỏ nhựa tổng hợp 2. Phân loại theo kết cấu. -Vỏ đơn - Vỏ kép 2.4. Boong và thượng tầng. 2.4.1. Boong tàu 1. Khái niệm về boong tàu. Boong tàu được xem như mái che và tường vách của một ngôi nhà. Boong có tác dụng phân chia con tàu ra làm nhiều tầng, nhiều phòng buồng khác nhau. Các boong phía ngoài có yêu cầu kín nước để che phủ cho các khoang hầm và phòng buồng. 2. Các loại boong tàu. (Hình 14) Boong tàu được chia thành 2 loại: Boong chính và boong phụ. - Boong chính (1) là mặt boong che phủ thân tàu và là giới hạn chiều cao của thân tàu. Boong chính là mặt boong khoẻ nhất trong các loại boong, nó đỡ toàn bộ trọng lượng của các kết cấu thượng tầng, một số loại tàu boong chính còn đỡ khối lượng hàng hoá. Phần mặt boong chính từ mặt phẳng đường sườn giữa trở lên mũi tàu được gọi là boong mũi (5), phần mặt boong chính từ mặt phẳng đường sườn giữa trở xuống lái tàu được gọi là boong lái (6). Phần mặt boong chính kéo dài vượt ra ngoài giới hạn thân tàu được gọi là boong chìa. Boong chìa có tác dụng làm chỗ đi lại, làm việc cho thuyền viên và hành khách. Mặt khác nó còn có tác dụng giảm lắc cho con tàu khi đi trên sóng. Boong chìa chỉ được bố trí ở một số loại tàu như tàu khách, tàu du lịch, một số loại tàu đánh cá và một loại tàu chuyên dụng khác. 23
25. - Boong phụ: Tất cả những mặt boong không phải là boong chính được gọi là boong phụ bao gồm:        Hình 14: Các loại boong tàu. 1 - Boong chính 2 - Boong thượng 3 - Boong hạ 4 - Boong bìa 5 - Boong mũi 6 - Boong lái 7 - Boong chìa + Boong thượng (2) là những mặt boong nằm phía trên và song song với boong chính. Boong thượng phân chia phần thượng tầng ra làm nhiều tầng khác nhau, che cho phần thượng tầng của con tàu. + Boong hạ (3) là những mặt boong nằm phía dưới và song song với boong chính. Boong hạ phân chia thân tàu ra làm nhiều tầng khác nhau, nó chính là sàn và nóc của các phòng buồng trong thân tàu. + Boong bìa (4) Tất cả những mặt boong nằm vuông góc với mặt boong chính được gọi là boong bìa. Nó chính là các tường bao, vách ngăn của các phòng buồng. Nhờ có boong bìa, các tầng của con tàu được chia ra làm nhiều phòng buồng khác nhau. 2.4.2. Thượng tầng. 1. Khái niệm. 24
26. Kiến trúc thượng tầng ở tàu bao gồm tất cả các kết cấu phía trên mặt boong chính. - Yêu cầu của kiến trúc thượng tầng. + Lực cản của không khí đối với tàu là nhỏ nhất. + Thuận lợi cho điều động và khai thác. 2. Các bộ phận chủ yếu của thượng tầng tàu: - Cột cờ(Cột tàu cán) Đối với tàu sông, cột cờ là bộ phận cao nhất trên thượng tầng. Cột cờ có tác dụng để gá lắp các đèn hành trình, treo các tín hiệu thông báo, treo cờ hàng hải và cờ đại lễ khi cần thiết. Ở một số loại tàu như tàu du lịch thì cột cờ còn làm cột buồm. Cột cờ được làm bằng gỗ có dạng mặt cắt hình chữ nhật, hình bán nguyệt hay hình thang cân (Hình 15), hoặc làm bằng ống thép có dạng hình viên trụ hay hình Êlíp. Để đảm bảo thế vững, cột cờ nhỏ dần từ dưới lên trên. Cột cờ được ghép lỏng với vỏ tàu bằng các suốt chốt (bản lề) để có thể nâng lên hay hạ xuống khi cần thiết. Hình 15: Hình dạng cột cờ - Ống thông hơi. Ống thông hơi được đặt trên nóc các phòng, buồng sinh hoạt và làm việc, các khoang hầm hàng, kho chứa nhiên liệu, buồng khách v.v để điều hòa không khí và nhiệt độ. Ống thông hơi thường được làm băng thép ống, có các loại hình nấm, hình cổ vịt và hình loa (Hình 16) Hình 16: Các loại ống thông hơi ở tàu sông. - Tường mạn tàu. (Be phong) Tường mạn tàu là phần vỏ tàu kéo cao lên khỏi giới hạn chiều cao của thân tàu. Tường mạn tàu có nhiệm vụ bảo vệ cho người, hàng hoá không bị rơi xuống nước. Một số loại tàu sông, ở 2 bên mạn người ta chỉ bố trí tường rất thấp mang tính chất ngăn ngừa, một số loại tàu chở khách, du lịch hay tàu nghiên cứu khoa học thì người ta thay các tấm kín bằng hàng lan can. 25
27. - Tấm vây. (Be hàng) Tấm vây là phần tường ghép bằng gỗ hay thép tấm, vuông góc với mặt boong chính chạy xung quanh miệng các khoang, hầm hoặc phần diện tích mặt boong dùng để chứa hàng hoá. Tấm vây xung quanh miệng các khoang hầm phải kín nước, ngăn không cho nước bị tràn xuống các khoang hầm. Tấm vây có tác dụng ngăn gọn hàng hoá và tạo ra khoảng không kín nước phía trên mặt boong chính làm tăng khả năng chống chìm cho con tàu khi đi trong sóng, gió. - Ván quầy Ván quầy là những tấm gỗ hoặc tôn dùng để đậy kín miệng các khoang, hầm nhằm bảo quản, bảo vệ hàng hoá. - Đảo (Các phòng, buồng tác nghiệp, làm việc trên mặt boong chính) Đối với tàu thủy nói chung, đảo có thể được bố trí ở phía mũi, lái hoặc giữa tàu. Đối với tàu lớn có thể bố trí ở cả ba vị trí trên hoặc ở lái và mũi tàu. Đối với tàu sông thường chỉ có 1 đảo ở lái hoặc mũi tàu. 2.4.3. Sơ lược về hầm hàng và miệng hầm hàng 1. Hầm hàng . Hầm hàng là không gian của con tàu dành để chứa hàng hoá. Số lượng hầm hàng phụ thuộc vào kích thước chiều dài của con tàu, tính chống chìm và loại hàng chuyên chở. Nếu có cùng kích thước thì tàu có nhiều hầm hàng chịu lực khoẻ hơn, chuyên chở được nhiều loại hàng hoá hơn, nhưng tốn nhiều thời gian xếp dỡ hàng hoá. Đối với tàu sông thường có từ 1 đến 3 hầm hàng, tàu biển thì lớn hơn. Tỷ lệ thể tích của các hầm hàng so với tổng thể tích của con tàu cùng lớn thì hiệu quả kinh tế, vận tải càng cao. Tuỳ theo loại hàng chuyên chở mà bố trí các thiết bị hầm hàng phù hợp. 2. Miệng hầm hàng . Miệng hầm hàng là cửa trên mặt boong của hầm hàng. Nếu các tàu có cùng kích thước, miệng hầm rộng hay hẹp tuỳ thuộc vào loại hàng chuyên chở: Miệng hầm rộng thì dễ bốc xếp hàng hoá nhưng việc bảo vệ, bảo quản lại khó khăn hơn, giảm cường độ chịu lực của thân tàu. Tuỳ theo kiểu ván quầy mà miệng hầm được bố trí các thiết bị thích hợp để phục vụ việc che đậy hầm cũng như xếp dỡ hàng hoá. 2. 5. Cấu trúc một số loại tàu chuyên dụng 26
28. 2.5.1.Cấu trúc đoàn tàu đẩy 1. Cấu trúc tàu đẩy. a. Sơ đồ bố trí chung (Hình 17)      Hình 17: Sơ đồ bố trí chung của tàu đẩy 1 - Giàn bạt 2 - Ca bin 3 - Giá đẩy 4 - Hậu đạo 5 - động cơ 2.5.2. Đặc điểm cấu trúc của tàu đẩy: Về cơ bản tàu đẩy cũng có cấu trúc giống như các loại tàu khác. Nhưng do là tàu chuyên dùng để đẩy nên có một số đặc riêng như sau: a/ b/ Hình 18: Giá đẩy – Hộp điều khiển trong Ca bin a/ Giá đẩy b/ Hệ thống điều khiển trong ca bin tàu đẩy - Phía mũi có giá đẩy (Hình18a) Là một mặt phẳng được gia cường rất chắc chắn đặt vuông góc với mặt phẳng trục dọc tàu và đối xứng qua mặt phẳng trục dọc. Giá đẩy có tác dụng chống biến dạng vỏ tàu khi đẩy và tạo liện kết chắc chắn với sà lan khi ghép đoàn. - Ca bin tàu đẩy (Hình18b) 27
29. Được làm cao hơn và đặt gần lên phía mũi tàu nhằm quan sát phía trước được thuận lợi. Trong ca bin có 2 hệ thống điều khiển:(Hình 18b) + Phía trái là vô lăng điều khiển bánh lái. + Phía phải là vô lăng (tay trang) điều khiển cửa nước. - Hậu đạo tàu đẩy:(Hình 19) Hậu đạo tàu đẩy là phần cấu trúc đặc biệt nhất, khác hẳn với các loại tàu khác. Nhờ cấu trúc đặc biệt này mà nguyên lý điều khiển của tàu đẩy khác với các loại tàu khác. Bao gồm các bộ phận cơ bản như sau: + Lưới chắn rác (3): Là các thanh thép có mặt cắt dạng hình chữ nhật hay hình tròn được hàn song song với nhau theo phương xiên, chắn miệng ống bao chân vịt, có tác dụng ngăn không cho chướng ngại vật bị chân vịt hút vào ống vào bao chân vịt. + Chân vịt (5): Được đặt chính xác trong 1 ống bao. Ống bao (đạo lưu) có hình viên trụ, có đường kính trong lớn hơn đường kính lớn nhất của chân vịt. Nhờ được đặt trong ống bao mà hiệu suất đẩy của chân vịt được tăng lên. Khe hở giữa điểm ngoài cùng cánh chân vịt và mặt trong của ống bao càng nhỏ thì hiệu suất đẩy càng tăng. + Bạc đỡ trục chân vịt (giá chữ nhân) (4): Thường được chế tạo bằng cao su đặc biệt có khung thép. Bạc này có 3 thanh đỡ hàn cố định vào thành trong ống bao. Nhờ có bạc đỡ này mà chân vịt đồng tâm với ống bao. + Bộ nắn dòng (6): Đây là bộ phận tĩnh, được lắp chặt với ống bao bằng các bu lông định vị. Bộ nắn dòng có từ 6 đến 8 cánh cố định (kín), có chiều xoắn ngược với chiều xoắn của cánh chân vịt nhờ vậy mà nắn dòng nước do chân vịt đạp ra đi thẳng, mặt khác do thu nhỏ tiết diện ống bao nên làm tăng áp lực đẩy của chân vịt lên (Định luật Becnouly) + Hệ thống cánh cửa nước (7): Là 2 cánh thép hình cung, được đặt trên mâm đỡ hình bán nguyệt, đối xứng nhau qua mặt phẳng trục dọc tàu, có chung một hệ thống điều khiển là tay trang trên ca bin. Hai cánh cửa nước này chuyển động theo kiểu song hành: đóng cùng đóng và mở cùng mở. Khi hai cánh cửa nước đóng sẽ ôm chặt lấy bánh lái tại vị trí trục (cuống) lái. Cửa nước có tác dụng để điều khiển hướng và tốc độ của tàu mà không cần phải đảo chiều quay của chân vịt. + Bánh lái (8): Tàu đẩy chỉ lắp một loại bánh lái cân bằng (bù trừ), khi hai cánh cửa nước đóng lại thì chỉ có phần trừ bù nằm phía trong cửa nước chịu tác động của dòng nước do chân vịt đẩy ra. Bánh lái có guốc đỡ trên mâm đỡ bán nguyệt. + Mâm đỡ bán nguyệt (9): Có hình dạng toàn bộ thuộc dạng mặt cắt đới cầu, đầu trên ghép nối với cuối ống bao chân vịt, đầu dưới treo cố định. Mâm đỡ có 2 lớp vỏ bọc hệ khung xương chắc khỏe, có tác dụng đỡ cánh cửa nước và bánh lái, đồng thời định hướng một phần dòng nước do chân vịt đẩy ra, ở giữa mâm đỡ có các lỗ để tự động điều chỉnh áp lực nước phía trên và dưới mâm đỡ. 28
30. 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 13 Hình 19: Sơ đồ nguyên lý cấu trúc hậu đạo tàu đẩy 1 - Động cơ 7 - Cửa nước 2 - Trục chân vịt 8 - Bánh lái 3 - Lưới chắn rác 9 - Mâm đỡ bán nguyệt 4 - Bạc đỡ trục chân vịt 10 - Bơm hút chân không 5 - Chân vịt 11 - Nắp hầm 6 - Bộ nắn dòng 12 - Rào bảo hiểm cửa nước + Bơm hút nước chân không (10): Là một ống thép hình cong, có van đóng mở. Bơm này không có bất kỳ một động cơ nào lai mà lợi dụng một phần sức hút của chân vịt để bơm hút nước ở các khoang hầm bị thủng ra ngoài. Hệ thống đường ống nối từ bơm đến hầm nước phải kín không khí tuyệt đối thì mới hút được vì vậy gọi là bơm hút chân không. + Nắp hầm (11): Để tháo lắp các bộ phận khi cần thiết và để xuống kiểm tra hậu đạo. + Rào chắn (12): Để bảo vệ cánh cửa nước, thường được làm bằng các thanh thép tròn. 29
31. Tàu đẩy đạo lưu xoay đã được đưa vào hoạt động trong vận tải thuỷ từ những năm 60 của thế kỷ trước. Đối với tàu đẩy đạo lưu xoay cũng được ứng dụng vào sản xuất sau đó một thời gian. Ở Việt Nam, viện thiết kế thuộc Bộ Giao thông Vận tải đã nghiên cứu chế tạo từ những năm 1980 và đưa vào thực nghiệm tại công ty Vận tải Đường sông số 4 thuộc tổng Công ty Vận tải sông miền Bắc. Đến nay đã có thể đóng hàng loạt để đưa vào sản xuất Vận tải có hiệu quả. Trong khuôn khổ hạn chế của chương trình này, chúng tôi xin giới thiệu nguyên lý cấu tạo cơ bản của tàu đẩy đạo lưu xoay như sau: (Hình 20) Về cơ bản tàu đẩy đạo lưu xoay cũng là một phương tiện chuyên dùng để đẩy các sà lan, cấu trúc cũng bao gồm các bộ phạn cơ bản như các loại tàu khác. Điểm riêng biệt của tàu đẩy đạo lưu xoay là: - Độ lồi lên của phần đáy lái tàu lớn hơn tàu đẩy thường. - Chân vịt đặt trong một ống bao (đạo lưu) có thể quay quanh một trục thẳng đứng một góc từ 300 đến 3600. - Có loại không bố trí bánh lái. Việc điều khiển thay đổi góc quay của đạo lưu sẽ làm thay đổi hướng chuyển động của tàu . - Điều khiển đạo lưu bằng điện hoặc thuỷ lực hay điện thủy lực. - Ca bin thường được đặt trên một hệ thống nâng hạ cơ khí hay thuỷ lực nhờ vậy có thể điều chỉnh cao độ quan sát cho người điều khiển tàu. Trong ca bin thường bố trí hệ thống điều khiển chính và hệ thống điều khiển dự phòng (lái sự cố) . Hệ thống điều khiển chính là một hộp điều khiển điện hoặc thuỷ lực. Trên hệ thống truyền động để điều khiển đạo lưu, có bố trí một bộ ly hợp để chuyển từ chế độ lái thường sang chế độ lái sự cố khi cần thiết. - Có loại không bố trí hệ thống cửa nước. Muốn chuyển hướng từ tới sang lùi hay ngược lại, ta chỉ cần quay đạo lưu một góc 180 0 , khống chế tốc độ bằng việc điều chỉnh tốc độ động cơ lai chân vịt. 3. Cấu trúc sà lan đẩy. Nhìn chung sà lan đẩy cũng có cấu trúc như các loại sà lan khác. Song do đặc điểm của loại hình lai đẩy là chở hàng trên mặt boong nên nó có một số đặc điểm riêng như sau: (Hình 21) - Sà lan đẩy không bố trí bánh lái, việc phân biệt mũi lái chỉ là tương đối: Một đầu có giá đẩy ( ) để ghép với tàu được chắc chắn; một đầu là một mặt phẳng thẳng đứng để ghép các phân đoạn với nhau được chắc chắn và thuận tiện. - Sà lan đẩy chở hàng trên mặt boong, boong chính được gọi là đáy trên (6), đáy dưới (5) làm nhiệm vụ kín nước và nhận lực đẩy lên của nước. - Vì chở hàng trên mặt boong nên thế vững của sà lan đẩy kém, vì vậy giữa 2 đáy được chia làm nhiều khoang kín nước với nhau để tăng tính chống chìm. Mặt khác để tăng cường sức chịu cho đáy trên, người ta lắp ghép các kết cấu giằng (8) liên kết các cột chống, vách ngăn (7) với nhau. 30
32. - Vì đoàn tàu đẩy sau khi ghép phải đảm bảo là một khối cứng nên trên mặt boong, tại các vị trí cọc bích đều được bố trí các tăng đơ (11) để điều chỉnh dây buộc, các cọc bích (3) được bố trí đối xứng nhau. - Các kết cấu thượng tầng thường thấp để giảm sức cản của không khí và dễ quan sát ở phía trước.     10  a/     11 b/ Hình 21: Cấu trúc sà lan đẩy a/ Sơ đồ bố trí và cấu trúc chung; b/ Sơ đồ mặt chiếu bằng  Giá đẩy ;  Be hàng;  Cọc bích;  Buồng ở của thuỷ thủ;  Đáy dưới;  Đáy trên;  Vách ngăn;  Kết cấu thanh giằng  Lỗ xô ma; 10 - Máy trục neo; 11 - Tăng đơ điều chỉnh dây. 2.5.2 Cấu trúc Phà. 1. Khái niệm về phà. Phà là một phương tiện đường thủy có tính chuyên dùng tương đối. Ở các nước khác, một số lĩnh vực khác như quân sự thì phà không chỉ di chuyển ngang sông, biển hoặc eo biển mà có thể còn chạy dọc trên các tuyến luồng. Ở Việt Nam, phà được đưa vào hoạt động cùng với sự phát triển ngành GTVT nói riêng và nền kinh tế, xã hội nói chung. Song phà ở Việt Nam chủ yếu dùng chạy ngang sông, và eo biển, nên ta có thể đưa ra khái niệm mang tính tương đối như sau: "Phà là một phương tiện đường thủy, chuyên dùng để chuyên chở hành khách, phương tiện, thiết bị đường bộ từ bên này sang bên kia sông, biển hay eo biển." Hay nói một cách khác: "Phà là một phương tiện đường thủy làm nhiệm vụ nối liền một tuyến đường bộ với nhau." 2. Phân loại phà Tương tự như phân loại tàu thuyền nói chung, việc phân loại phà cũng đứng trên các lĩnh vực nghiên cứu khác nhau: a/ Theo vật liệu đóng phà: 31
33. - Phà vỏ gỗ. - Phà vỏ sắt b/. Theo động lực di chuyển: - Phà di chuyển bằng sức người. - Phà di chuyển bằng động cơ c/. Theo phạm vi hoạt động. - Phà sông. - Phà eo biển. - Phà biển. - Phà hồ. d. Theo quy mô bố trí chung về hoạt động. - Phà đò. - Phà ghép (phà chuồi) - Phà tự hành. e/ Theo quy mô bố trí thiết bị đẩy: - Phà một đầu bót. - Phà 2 đầu bót. - Phà đạo lưu xoay 3. Sơ đồ bố trí chung của phà. a/. Phà đò (Hình 22) 1 4 2 3 1 - Buồng lái và máy 2 - Mặt boong chở khách, phương tiện, hàng hoá. 3 - Cầu(lưỡi) phà. 4 - Các khoang kín nước. Hình 22 Sơ đồ bố trí chung của phà đò b/. Phà ghép (Hình 23) 1 - Phà. 2 – Tàu lai 1 2 Hình 23 Sơ đồ bố trí chung của phà ghép. c/. Phà tự hành (Hình 24) 32
34. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Hình 24: Sơ đồ bố trí chung phà tự hành 1 –Khoang chuyên chở 2 - Ca bin 3 - Thiết bị đòn bẩy (đòn gánh) 4 - Bánh lái 5 - Thiết bị đẩy 6 - Kết cấu giằng 7 - Động cơ lai thiết bị đẩy 8 - Cầu phà 9 - Cọc bích 10 - Thiết bị lái 4. Sơ đồ nguyên lý cấu trúc chung của phà. (Hình 25) 6 7 8 9 10 11 1 2 5 3 4 Hình 25: Sơ đồ cấu trúc khung phà 1 - Cầu (lưỡi) phà. 2 - Thủ phà. 3 - Đáy phà. 4 - Vách ngăn và kết cấu gia cường. 5 - Xà đỡ cầu phà. 6 - Đòn gánh phà. 7 - Cột phà. 8 - Quả đối trọng. 9 - Cọc bích. 10 - Tường mạn phà 11 - Bản lề. 2.5.3. Giới thiệu phương tiện thủy tốc độ cao: (Phương tiện cao tốc) 1. Khái niệm về phương tiện cao tốc: 33
35. Phương tiện cao tốc (tàu tốc độ cao) là một trong những loại tàu đặc biệt, có cấu trúc và nguyên lý hoạt động đặc biệt. Phương tiện tốc độ cao loại 1 là những phương tiện có trọng tải toàn phần trên 15 tấn, có sức chở trên 12 người, tổng công suất máy đẩy trên 15 sức ngựa tốc độ thiết kế từ 30 km/giờ trở lên Phương tiện tốc độ cao loại 2 là những phương tiện có trọng tải toàn phần đến 15 tấn, chở được đến 12 nguời, tổng công suất máy đẩy đến 15 sức ngựa, có tốc độ thiết kế từ 30 km/giờ trở lên. 2. Đặc điểm cơ bản về cấu trúc của tàu tốc độ cao. - Tỷ lệ giữa kích thước chiều dài với chiều rộng, chiều dài với chiều cao lớn hơn tàu khác: L/B = 8,5  11,5; L/ H = 9,5  12. - Tuyến hình phần chìm thuộc dạng thủy động học, phần nổi thuộc dạng khí động học nên chịu lực cản đối với nước và không khí nhỏ. - Các thiết bị trên thượng tầng đều có hình khí động học, độ cao nhỏ. - Khoảng cách giữa các vách ngăn nhỏ hơn so với các loại tàu khác. - Vỏ tàu thường được làm bằng các loại vật liệu nhẹ, hệ số ma sát thấp, sức bền cơ học cao và chống ăn mòn tốt. - Được lắp máy có công suất lớn. Góc âm của trục chân vịt so với mặt phẳng ngang lớn hơn so với các loại tàu khác. - Việc bố trí trang, thiết bị có tính tự động hoá trong vận hành và điều khiển cao. - Với tàu cánh ngầm, có bố trí hệ thống cánh nâng, hạ gắn liền với vỏ tàu ở dưới đáy, phía mũi và lái tàu. 34
36. 3.1.2. Sơ đồ bố trí chung cơ bản của tàu có tốc độ cao. a/ Sơ đồ cắt 8 7 1 2 3 4 5 6 Hình 26 - Sơ đồ bố trí chung cơ bản của tàu có tốc độ cao 1 - Bánh lái; 2 - Chân vịt; 3 - Buồng máy; 4 - Kết cầu khung 5 - Buồng hành khách; 6 - Phòng thuyền viên; 7 - Buồng lái; 8 - Thiết bị trên thượng tầng; 9 - Két nước ngọt b/ Sơ đồ mặt chiếu bằng tại mặt boong chính.(Hình 27) 3 10 5 7 11 Hình 27: Sơ đồ mặt chiếu bằng tại mặt boong chính của tàu cao tốc 3 - Buồng máy; 10 - Cầu thang; 5 - Buồng hành khách; 7 - Buồng lái; 11 - Máy trục neo 35
37. Chương III MỚN NƯỚC - THƯỚC MỚN NƯỚC VÀ DẤU CHỞ HÀNG 3.1. Mớn nước. 3.1.1. Khái niệm. Thuật ngữ mớn nước là thuật ngữ chuyên ngành của vận tải thủy nói chung, mớn nước được chỉ trị số chiều chìm của con tàu và định nghĩa như sau: Mớn nước là khoảng cách thẳng đứng tính từ mặt phẳng nằm ngang (mặt phẳng cơ bản) đi qua điểm thấp nhất dưới đáy tàu đến mặt nước tiếp xúc với vỏ tàu. 3.1.2. Các loại mớn nước. Ở góc độ nghiên cứu về cấu trúc tàu thì mớn nước của tàu được chia ra làm 4 loại như sau: 1. Mớn nước tối thiểu.(dmin) Mớn nước tối thiểu là mớn nước khi tàu chưa chuyên chở hàng hoá hoặc hành khách, nhưng đã có đủ thuyền viên, nguyên nhiên vật liệu và các đồ dự trữ khác. Cần phân biệt mớn nước tối thiểu ở cấu trúc tàu với mớn nước tối thiểu ở lĩnh vực hạch toán vận tải: - Ở lĩnh vực cấu trúc tàu thì mớn nước tối thiểu được xác định đối với tàu ở trạng thái sống (trạng thái hoạt động). - Ở lĩnh vực hạch toán vận tải thì mớn nước tối thiểu không kể đến trọng lượng của thuyền viên, nhiên liệu, vật liệu và các đồ dự trữ khác như nước ngọt, lương thực, thực phẩm v.v. 2. Mớn nước tối đa.(dmax) Mớn nước tối đa là mớn nước khi tàu đã chuyên chở đủ hàng hoá hoặc hành khách theo quy định của cơ quan đăng kiểm 3. Mớn nước trung bình.(dtb) Mớn nước trung bình là mớn nước được xác định bằng biểu thức: dtb = dm + dl / 2 (m) Trong đó: - dm là mớn nước mũi của tàu (m) - dl là mớn nước lái của tàu (m) Ở lĩnh vực hạch toán vận tải thì dtb được xác định bằng nhiều cách tuỳ theo độ cân bằng tàu để đảm bảo tính chính xác cao trong giao nhận hàng hoá. 4. Mớn nước bình quân.(dbq) Mớn nước bình quân là mớn nước được xác định bằng biểu thức: dbq = 2dm + 4dg + 2dl / 8 (m) Trong đó: - dg là mớn nước giữa của tàu, đo ở 2 bên mạn tại vị trí mặt phẳng đường sườn giữa (m) 36
38. Cần chú ý khi tàu có độ chúi (mũi, lái) thì d bq phải tính theo hoành độ trọng tâm Xf theo hướng dẫn của cơ quan đăng kiểm, chúng ta sẽ nghiên cứu ở môn khai thác vận tải. 3.1.3. Ý nghĩa của các loại mớn nước. - Mớn nước tối đa giúp người điều động phương tiện biết được khả năng tàu đi qua những đoạn luồng khan cạn có chót lọt, an toàn hay không, từ đó tính toán thủy triều, mức xếp dỡ hàng hoá một cách phù hợp. - Kết hợp dmax và dmin, hệ số béo thể tích của tàu ta xác định được khối lượng hàng hoá, hành khách mà tàu chuyên chở được. - So sánh dtb và dbq ta có thể xác định xem tàu có bị biến dạng hay không, như sau: (Hình 28) dtb = dbq dtb > dbq dtb dbq chứng tỏ tàu bị cong lên. + Nếu dtb < dbq chứng tỏ tàu bị võng xuống. 3.2. Thước mớn nước. 3.2.1. Khái niệm. Thước mớn nước là dụng cụ để xác định mớn nước của tàu. Thước mớn nước được gắn chặt vào vỏ tàu ở hai bên mạn, tại vị trí gần với điểm mút của mũi và lái tàu, do người thiết kế quy định. Đường thủy trực có 3 loại: (Hình 29) - Đường thủy trực mũi: Là đường thẳng vuông góc với mặt nước đi qua giao điểm giữa ngấn nước tối đa với sống mũi. - Đường thủy trực lái: Là đường thẳng vuông góc với mặt nước đi qua giao điểm giữa ngấn nước tối đa với sống lái. - Đường thủy trực giữa là đường thẳng vuông góc với mặt nước đi qua trung điểm giữa 2 đường thủy trực mũi và lái. 3 2 1 37
39. Hình 29: Các đường thuỷ trực của tàu thủy 1- Đường thủy trực mũi 2- Đường thủy trực giữa 3- Đường thủy trực lá3.2.2. Cấu tạo - Cách đọc thước mớn nước. 3.2.2.1. Cấu tạo(Hình 30) 40 20 20 60 60 20 30 100 80 0 2 Hình 30: Sơ đồ cấu tạo thước mớn nước Hiện nay theo quy định của cơ quan đăng kiểm, tàu sông ở Việt Nam chỉ sử dụng một loại thước mớn nước duy nhất. (Hình vẽ) Cấu tạo của thước có dạng hình răng lược, các nét đậm của thước đều có kích thước là 20 mm, các răng cách nhau một khoảng cũng bằng 20 mm, bắt đầu là một răng dài có mép dưới cách mặt phẳng nằm ngang đi qua điểm thấp nhất của đáy tàu nơi đặt thước là 20 cm, cứ 4 răng ngắn lại đến 1 răng dài. Chiều dài của răng dài là 80 mm, răng ngắn là 40 mm. Trên thước chỉ ghi các số chẵn bắt đầu từ 0,2m trở lên theo dãy số tự nhiên. Chữ số được ghi cách phía phải vạch đứng của thước là 20 mm, chân chữ số ngang với mép dưới của răng dài. Kích thước chữ số được quy định như sau: cao = 100 mm; rộng = 60 mm; các số có từ 2 chữ số trở lên thì các số cách nhau là 30 mm theo chiều ngang. 3.2.2.2. Cách đọc. Ngấn nước đến chân số nào thì đọc luôn số đó, ví dụ ngấn nước đến chân số 1.2 thì ta đọc mớn nước mũi là 1m 20cm (Hình 31 a) Ngấn nước ngập số nào thì lấy số kề trên mặt nước trừ đi khoảng cách từ chân số kề trên ấy đến mặt nước hiện tại. 38
40. Ví dụ: nước ngập số 1.0 m thì lấy 1.2 m trừ đi khoảng cách từ chân số 1.2 đến mặt nước hiện tại bao gồm 2 răng ngắn và 3 khoảng trống: 5 x 20 = 100 mm = 10 cm. Vậy mớn nước sẽ là: 120 – 10 = 110 cm = 1,1 m (Hình 31 b) Đọc: 1 mét Đọc: 0,82mét a/ b/ Hình 31: Cách đọc thước mớn nước 2.3. Cách kẻ, vẽ thước mớn nước lên vỏ tàu. Mỗi bên mạn, thước mớn nước được kẻ, vẽ tại 3 điểm: mũi, giữa và lái tàu. Để đảm bảo chính xác, người ta sử dụng phép chiếu tia song song như sau (Hình 32). Người ta dùng một dây dọi, trên đó có chia mét theo đơn vị ước số đã chọn, định vị dây dọi theo phương thẳng đứng cách vị trí đặt thước một khoảng vừa đủ để chiếu đảm bảo chính xác, dùng đèn hoặc máy chiếu, chiếu các điểm cần thiêt trên dây lên mạn tàu theo phương nằm ngang, đánh dấu các hình chiếu được lên mạn tàu rồi tiến hành kẻ, vẽ thước. 39
41. Hình 32: Dùng phép chiếu để kẻ, vẽ thước mớn nước lên mạn tàu. Cần lưu ý: Đối với tàu biển, ngoài thước trên còn được sử dụng thước Ả rập hoặc thước La mã, sơ đồ cấu tạo như Hình 33. 0,5 feet 100 mm 0,5feet 100 mm   Hình 33: Thước mớn nước dùng cho tàu Biển 1 - Thước mớn nước Ả rập ; 2 - Thước mớn nước La mã Thước mớn nước phải được sơn màu trắng trên nền tối, màu tối trên nền sáng. Đối với tàu vỏ thép thước mớn nước được làm sẵn bằng thép tấm rồi hàn cố định vào vỏ tàu hoặc hàn chấm rồi quét sơn có màu thích hợp lên. Đối với tàu vỏ là hợp kim thì thước nước cũng được làm bằng hợp kim đó hoặc sơn như tàu vỏ thép. 3.3. Dấu chuyên chở. 3.3.1. Khái niệm. Dấu chở hàng là dấu hiệu quy định cho tàu chuyên chở tới mức tối đa do cơ quan đăng kiểm cho phép theo tiêu chuẩn kỹ thuật Việt nam. 3.3.2. Cấu tạo dấu chở hàng.(Hình 34) Dấu chở hàng bao gồm: đường mặt boong, vòng tròn, đường tâm và dấu phụ. Các bộ phận của dấu mạn khô đều có nét đậm là 25 mm a/ Đường mặt boong(1) Đường mặt boong được đặt trùng với mặt boong chính theo chiều dọc tàu, có trung điểm nằm trong mặt phẳng đường sườn giữa, có chiều dài là 250 mm. Đối với các tàu có con trạch (tài cắn) hoặc ở mép boong có dải đệm chống va hay mép boong lượn tròn thì có thể không cần kẻ đường mặt boong.(Hình 34) Đường mặt boong có tác dụng chỉ rõ vị trí mặt boong chính theo chiều cao của tàu và xác định tâm của vòng tròn. 40
42. b/ Vòng tròn.(2)  250   SII  F V R V R 25 150 25 400 Hình 34: Sơ đồ cấu tạo dấu chở hàng 1- Đường mặt boong; 2- Vòng tròn; 3- Đường tâm; 4- Dấu chở hàng phụ Vòng tròn là một bộ phận của dấu chở hàng, có tâm nằm trong mặt phẳng đường sườn giữa, là hình chiếu của trung điểm của đường mặt boong trên mặt phẳng ngang. Đường kính ngoài của vòng tròn là 250 mm, đường kính trong là 200 mm.Vòng tròn có tác dụng chỉ rõ vị trí của dấu chở hàng. Đối với những tàu hạn chế về chiều cao mạn khô, không kẻ đủ vòng tròn thì được phép kẻ nửa vòng tròn phía dưới. (Hình 35) F V R V R Hình 35 Hình 36 Trường hợp không có Trường hợp không vẽ đủ đường boong vòng tròn 41
43. c/ Đường tâm.(3) Đường tâm là một đường thẳng nằm ngang có mép trên đi qua tâm của vòng tròn và trùng với ngấn nước khi tàu chuyên chở tới mức tối đa theo quy định của cơ quan đăng kiểm, có chiều dài 400 mm, cách đều tâm của vòng tròn. Ở trên đường tâm, 2 bên vòng tròn có viết chữ ký hiệu cơ quan đăng kiểm mà tàu đăng ký ví dụ: Cơ quan đăng kiểm Việt nam là VR (ViRes). Kích thước của chữ này được quy định là 100 x 60 (mm), nét đậm của chữ là 15 mm. d/ Dấu chở hàng phụ .(4) Đối với các tàu hoạt động ở nhiều cấp sông khác nhau thì từ điểm cuối của đường tâm về phía mũi tàu kẻ một đường thẳng đứng và các đường nằm ngang giới hạn chiều chìm tương ứng với vùng nước hoạt động. Vạch nằm ngang này có kích thước chiều dài là 150 mm. Vạch đứng và các vạch ngang ấy gọi là dấu chở hàng phụ. Dấu chuyên chở phụ có tác dụng: Khai thác tối đa khả năng chuyên chở của con tàu tại các vùng nước khác nhau. 42
44. Chương IV CÁC ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA TÀU THUỶ 4.1.Các đặc tính khai thác của tàu thuyền. 4.1.1. Trọng tải. 4.1.1.1. Khái niệm. Trọng tải là khả năng chuyên chở hàng hoá hoặc hành khách của con tàu tới một mức độ nào đó ứng với một mớn nước nhất định. Đơn vị của trọng tải là Tấn. Trọng tải là một đặc tính khai thác chủ yếu của con tàu. Khả năng trọng tải của tàu phụ thuộc vào trạng thái kỹ thuật của vỏ, tính chất hoạt động, vùng, mùa hoạt động, loại hàng chuyên chở của con tàu do cơ quan đăng kiểm quy định. Song trọng tải phải đảm bảo yêu cầu hiệu quả kinh tế và an toàn tuyệt đối trong mọi trường hợp hoạt động. 4.1.1.2. Các loại trọng tải. Trọng tải có 3 loại. Dưới góc độ nghiên cứu về cấu trúc tàu, ta xem xét các loại trọng tải của một con tàu đơn thuần về kỹ thuật mà không bao hàm đầy đủ các yếu tố hạch toán vận tải. - Trọng tải nguyên (P0) Trọng tải nguyên là trọng lượng của con tàu khi chưa chuyên chở hàng hoá hoặc hành khách nhưng được cộng cả trọng lượng của thuyền viên, nguyên, nhiên vật liệu và các đồ dự trữ như nước ngọt, lương thực, thực phẩm v.v. 3 Nếu gọi thể tích chiếm chỗ (thể tích phần chìm) là V0.(m ) 3 Tỷ trọng của nước nơi khảo sát là  thì P0 (Tấn/m )được tính như sau: P0 = V0.  Tấn - Trọng tải thuần (P1) Trọng tải thuần là trọng lượng của hàng hoá hoặc hành khách khi con tàu chuyên chở đủ tải theo quy định của cơ quan đăng kiểm. - Trọng tải tổng cộng (P) Trọng tải tổng cộng là trọng lượng của toàn bộ con tàu khi đã chuyên chở đủ tải. Hay là tổng của trọng tải nguyên và trọng tải thuần. Nếu gọi thể tích chiếm chỗ của tàu khi dã chuyên chở đủ tải là V thì: P = V.  hay P = P0 + P1 (Tấn) P = (V.  ) + P1 (Tấn) Như vậy nếu ta biết P 0 và P thì tính được trọng lượng hàng hoá hoặc hành khách mà tàu đã chuyên chở: P1 = P – P0 = (V.  ) - (V0.  ) P1 = (V – V0).  (Tấn) 43
45. 4.1.2. Dung tải. 1. Khái niệm. Dung tải là khả năng dung nạp khối lượng hàng hoá hoặc hành khách đến một mức độ nào đó của con tàu. Đơn vị của dung tải là: m3; Ste hay Tonnage. 1Ste = 2,83 m3 ; 1 Tonage = 2,83 m3 Xác định dung tải để bố trí hợp lý, tiết kiệm không gian thân tàu dùng chứa đựng các loại thiết bị, máy móc, kho chứa, buồng sinh hoạt và làm việc của thuyền viên sao cho không gian dùng vào việc chứa đựng hàng hoá hoặc khách là lớn nhất. Mặt khác khi chuyên chở các loại hàng hoá có tỷ trọng nhỏ, cồng kềnh thì sắp xếp một cách hợp lý để tận dụng tối đa khả năng trọng tải của con tàu. 2. Các loại dung tải - Dung tải tổng cộng. GRT Là toàn bộ thể tích phần thân tàu (trừ không gian đáy đôi dùng để chứa nước dằn, dầu cặn) và thể tích các phần kín của thượng tầng. - Dung tải hữu ích. NRT Dung tải hữu ích là toàn bộ thể tích các khoang hầm, phòng buồng dùng để chuyên chở hàng hoá hoặc hành khách của con tàu. Đây là loại dung tải quan trọng nhất, người khai thác tàu cần tìm mọi biện pháp hữu hiệu nhất để khai thác tối đa khả năng dung tải này. Các biện pháp cơ bản để tận dụng dung tải: + Phải lập kế hoạch xếp, dỡ hàng hoá thật cụ thể trước khi đưa tàu vào cảng. + Phải phân loại hàng hoá theo tỷ trọng và thể tích để tận dụng tối đa dung tích và trọng tải của tàu. + Phân bổ hàng hoá trong khoang hầm phải hợp lý, đảm bảo hiệu quả kinh tế và an toàn cho tàu và hàng hoá. + Đối với hàng hoá cồng kềnh, tỷ trọng nhỏ phải tận dụng cả không gian ngoài thân tàu để chất xếp nhưng phải đảm bảo thuận lợi cho việc điều động tránh, vượt và đi đường an toàn. - Dung tải chở hàng của tàu: Dung tải chở hàng của tàu là toàn bộ không gian dể chất xếp hàng hoá hoặc hành khách (bao gồm cả không gian trên mặt boong chính) không phụ thuộc và không chịu ảnh hưởng vào tấn dung tích đăng kiểm. Thường dung tải chở hàng được chia làm 2 loại: + Dung tải chở hàng hòm, bao kiện. Cần lưu ý: chở Container cũng được xem như chở hàng bao kiện. Song khi hạch toán vận tải thì dùng đơn vị tính là TEU (Twenty feet Equitvalent Uni); 1 TEU là 1 container tiêu chuẩn có kích thước là: B = 8’ ; H = 8’ hay 8’ 6’’ ; L = 20’) hay FEU (Forty feet Equitvalent Unit ; 1 FEU là 1 container có kích thước là: B = 8' ; H = 8' hay 8'6'' ; L = 40') 1 feet = 0,3048 0,305 m + Dung tải chở hàng rời. * Hệ số dung tải: 44
46. Hệ số dung tải là tỷ số giữa dung tích hữu ích và trọng tải thực chở của nó ký hiệu là : W  (M 3 /Tan) Pt Trong đó: - W là dung tích hữu ích của tàu (m3). - Pt là trọng tải thực chở của tàu (Tấn). Ngoài ra còn có nhiều các chỉ tiêu khác về dung tích tàu ta sẽ nghiên cứu ở môn học khai thác vận tải. 4.1.3. Tốc độ. 1. Khái niệm. Tốc độ là quãng đường tàu dịch chguyển được trong một đơn vị thời gian. Đối với tàu thuỷ thường lấy đơn vị thời gian là 1 giờ (h) Đơn vị của tốc độ tàu thủy là Km/h hay nơ: 1 nơ = 1 hải lý/h; 1Hải lý = 1852 m(tại Vĩ độ 45=00) Tốc độ tàu thuỷ thường được ký hiệu là V. Tốc độ tàu là một chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật quan trọng, nó xác định độ nhanh chậm, khả năng quay vòng của tàu đồng thời xác định thời gian của chuyến đi, quay vòng để lập kế hoạch sản xuất một cách chính xác. 2. Các loại tốc độ. - Tốc độ thiết kế (Vtk) Tốc độ thiết kế là tốc độ lớn nhất của tàu khi chạy trong trường thử, không có ảnh hưởng của gió, dòng nước, độ sâu đảm bảo với công suất sử dụng máy tối đa và chạy trên một đoạn đường ngắn. - Tốc độ đăng ký (Vđk) Tốc độ đăng ký còn được gọi là tốc độ kỹ thuật, là tốc độ do cơ quan đăng kiểm cho phép tàu khai thác sau khi đã xác định được công suất máy và có tính đến ảnh hưởng của gió, dòng nước và độ sâu luồng lạch. - Tốc độ thực (Vtt) Là tốc độ thực tế tàu đạt được khi hoạt động trong điều kiện tự nhiên, với các đặc tính sẵn có của con tàu. Đây là loại tốc độ quan trọng nhất, có ý nghĩa thực tiễn đối với hiệu quả khai thác tàu vì vậy người quản lý và người vận hành tàu phải luôn luôn tìm mọi biện pháp hữu hiệu để không ngừng nâng cao tốc độ này. Tốc độ thực tế còn là cơ sở quan trọng để lập kế hoạch chuyến đi, kế hoạch thời gian và kế hoạch tài chính. 3. Các biện pháp nâng cao tốc độ thực. - Thường xuyên làm tốt công tác chăm sóc, bảo quản, bảo dưỡng tàu nhằm duy trì các trạng thái kỹ thuật tốt về máy, vỏ, các thiết bị cho tàu. - Trước chuyến đi phải nghiên cứu kỹ tình hình tuyến luồng, tình hình khí tượng thuỷ văn, thuỷ triều để lập kế hoạch chạy tàu sao cho lợi dụng được các yếu tố thiên nhiên làm tăng tốc độ. 45
47. - Sắp xếp hàng hoá, hành khách thật hợp lý để đảm bảo tàu luôn có trạng thái thế vững tốt, cân bằng và thuận lợi cho việc điều động. - Không ngừng học tập nâng cao trình độ chuyên môn, nghiệp vụ, tích luỹ kinh nghiệm thực tiễn để nâng cao hiệu quả vận hành tàu. 4.2.Các đặc tính hoạt động của tàu thuyền Để hoạt động được, con tàu phải có đầy đủ các đặc tính: tính nổi, tính chống chìm, tính thế vững, tính chòng chành, tính chạy nhanh, tính điều khiển và tính sức bền. Các tính chất ấy được gọi là các đặc tính hoạt động của tàu. Sau đây ta sẽ lần lượt nghiên cứu các tính chất đó. 4.2.1. Tính nổi. 1. Khái niệm. Tính nổi là khả năng tàu nổi được ở trên hoặc dưới mặt nước với trạng thái cân bằng ứng với trọng tải và mớn nước nhất định. Như vậy tính nổi của tàu khác hẳn với sự nổi của các vật thể khác bởi vì chỉ có nổi ở trạng thái cân bằng thì con tàu mới có tính phương hướng, tính điều khiển và đáp ứng được mục đích của con người. Tính chất này quyết định khả năng trọng tải của tàu. Tính nổi của tàu bao gồm 2 phần: nổi chuyên chở và nổi dự trữ. - Nổi chuyên chở là phần nổi nhờ nó mà tàu có thể chuyên chở được khối lượng hàng hoá hoặc hành khách theo quy định. - Nổi dự trữ là phần nổi ngoài sức nổi chuyên chở nhờ nó mà con tàu vẫn hoạt động an toàn trong điều kiện sóng gió hoặc khi vỏ tàu bị thủng. Mức nổi dự trữ phụ thuộc vào chiều cao và thể tích phần kín nước của vỏ tàu trên ngấn nước chuyên chở tối đa kể cả phần kín nước phía trên mặt boong chính. 2. Phân tích tính nổi. Khi tàu nổi trên mặt nước sẽ tác động vào nước một lực đặt tại trọng tâm tàu, có phương vuông góc với mặt nước, có chiều đi xuống và có độ lớn bằng tổng khối lượng của tàu. Lực này được ký hiệu là P và có xu hướng kéo tàu chìm xuống nước. Theo định luật Acsimet thì khối nước bị tàu chiếm chỗ lại tác động ngược lại con tàu một lực ký hiệu là D, đặt tại trọng tâm của khối nước bị tàu chiếm chỗ, có phương vuông góc với mặt nước, có chiều đi lên và có độ lớn bằng khối lượng của chính khối nước đó và bằng P. D có xu hướng đẩy tàu nổi lên vì vậy lực này còn gọi là sức nâng của nước đối với tàu. Tàu chỉ có trạng thái nổi cân bằng khi P và D là 2 lực trực đối (hệ lực cân bằng) (Hình37) 46
48. P D Hình 37: Các lực tác động lên tàu khi nổi 3. Kết luận. Tàu nổi được trên mặt nước là nhờ sức nâng D của nước. 4.2.2. Tính chống chìm. 1. Khái niệm. Tính chống chìm là khả năng tàu vẫn nổi cân bằng trên mặt nước khi bị thủng, nước tràn vào một hay nhiều khoang. 2. Các yếu tố của tính chống chìm. Khả năng chống chìm của con tàu tốt hay xấu phụ thuộc vào các yếu tố cơ bản như sau: - Tính chống chìm tỷ lệ thuận với chiều cao và thể tích phần kín nước phía trên ngấn nước chuyên chở tối đa, kể cả phần kín nước trên mặt boong chính. Tuỳ theo tính chất công tác, vùng hoạt động, loại hàng chuyên chở và mùa vụ trong năm mà cơ quan đăng kiểm quy định mức chiều cao này, nhưng phải phù hợp với quy định của các điều ước quốc tế mà Việt nam đã tham gia như Công ước MarPol, SOLAS – 74 (Safty Of Life At the Sea). Ví dụ sà lan kéo, đẩy mùa đông ken thì chiều cao mạn khô tối thiểu là 30 cm; tàu chở khách có số ghế dưới 13 khách thì tối thiểu là 40 cm v.v. - Tính chống chìm tỷ lệ nghịch với khoảng cách giữa các vách ngăn, tỷ lệ thuận với chất lượng của các vách ngăn đó. Điều đó cũng có nghĩa là nếu các kích thước cơ bản của tàu không đổi thì tàu càng có nhiều vách ngăn kín nước tốt thì tính chống chìm càng cao. - Tính chống chìm còn phụ thuộc vào kiểu kết cấu và chất lượng vỏ tàu. Nếu chất lượng vỏ tàu như nhau thì tàu vỏ kép có tính chống chìm cao hơn tàu vỏ đơn.3. 3.Các trạng thái của tàu sau khi bị thủng. Tuỳ theo trạng thái miệng khoang hầm bị thủng, vị trí lỗ thủng so với mặt nước mà sau khi tàu bị thủng có một trong các trạng thái sau: - Miệng khoang, hầm bị thủng được bịt kín không khí: Trường hợp này xem như tàu chở thêm hàng hoá ở thể rắn vì áp suất không khí trong khoang đạt tới mức bão hoà rồi không thay đổi không tạo ra sự chênh 47
49. lệch áp suất cục bộ trên mặt nước trong phạm vi khoang làm khối nước tràn vào khoang không dao động, tàu tăng chiều chìm nhưng vẫn giữ được trạng thái cân bằng. - Miệng khoang, hầm bị thủng hở, có sự trao đổi với không khí bên ngoài: Trường hợp này xem như tàu chở thêm hàng hoá ở thể lỏng, có thể tàu bị dao động cưỡng bức hoặc dao động cộng hưởng làm khối lượng nước trong khoang thay đổi, đôi khi nguy hiểm vì khối nước tràn vào khoang, hầm có sự chênh lệch về áp suất không khí tác động lên bề mặt giữa các vùng trong khoang. - Khi lỗ thủng ở gần mặt nước và có tiết diện đáng kể: Trường hợp này nếu tàu có dao động thì khối lượng nước tràn vào khoang hầm cũng luôn luôn thay đổi làm tăng tần số và biên độ dao động của tàu, ảnh hưởng đến thế vững của tàu và sức khoẻ của hành khách và thuyền viên. Cần lưu ý nếu diện tích của lỗ thủng không đổi thì vị trí càng ở sâu khối lượng nước tràn vào khoang, hầm càng nhanh. Qua nghiên cứu và thực nghiệm, người ta đã tìm ra được công thức xác định lượng nước vào khoang, hầm bị thủng như sau: Q 4 F h ( m 3 Trong đó: - Q là khối lượng nước tràn vào khoang sau khi bị thủng (m3) - F là diện tích lỗ thủng (m2) - h là khoảng cách từ tâm lỗ thủng đến mặt nước (m) 4.2.3. Tính thế vững (Tính ổn định) 1. Khái niệm. Khả năng trở về trạng thái cân bằng ban đầu sau khi ngoại lực thôi tác động gọi là tính thế vững của tàu. Thế vững của tàu thủy có 2 loại: thế vững ngang và thế vững dọc. - Thế vững ngang là khả năng trở về trạng thái cân bằng ban đầu khi có lực tác động ở một bên mạn làm tàu nghiêng ngang. - Thế vững dọc là khả năng trở về trạng thái cân bằng ban đầu khi có lực tác động ở mũi hoặc lái tàu làm tàu bị chúi mũi hay chúi lái. 2. Các trạng thái thế vững. Cha ông ta có kinh nghiệm khi là nhà là chống "nặng bồng, nhẹ tếch" vì vậy khi dựng các cột phải để chân cột doãng ra, ngọn thu vào trong một khoảng nhất định. Khi viên phấn để dựng đứng lên thì dễ đổ, để nằm xuống thì khó đổ. Đối với tàu thủy cũng vậy nếu xếp dỡ hàng hoá không hợp lý thì cũng dẫn đến các tình trạng như trên . Các tình trạng đó gọi là các trạng thái thế vững của tàu. Có 3 trạng thái thế vững: 48
50. - Trạng thái thế vững tốt(Hình 38a) D’ D D’ D F1 D D1D2D3 F F F2 3   F3 1 2 P P’ P P’ P3P2P1P a/ b/ c/ Hình 38: Các trạng thái thế vững của tàu thủy a/ Thế vững tốt b/ Thế vững kém c/ Thế vững trung hoà Trạng thái thế vững tốt nghĩa là khi có một ngoại lực F nào đó tác động vào tàu, ví dụ tác động ngang vào phía mạn trái, làm tàu nghiêng sang mạn phải một góc , sau khi ngoại lực thôi tác động (F=0) thì tàu lại trở về trạng thái cân bằng ban đầu. Sở dĩ có khả năng trên là vì trọng tâm của tàu ở dưới thấp, khi bị nghiêng thì tâm nổi C di chuyển về phía mạn thấp theo một cung, nghĩa là di chuyển điểm đặt của sức nâng D, lúc này P và D không còn trên một đường thẳng mà trở thành 2 lực song song ngược chiều nhau, tạo ra mô men. Mô men này có chiều ngược với chiều tác động của ngoại lực F. Nhờ vậy sau khi ngoại lực thôi tác động nó kéo tàu trở về trạng thái cân bằng ban đầu. Vì vậy người ta gọi mô men này là mô men hồi phục. Để có trạng thái thế vững tốt, ta phải hạ thấp trọng tâm của tàu xuống bằng cách xếp hàng nặng xuống dưới, hàng nhẹ lên trên. Trường hợp tàu không chở hàng chạy trong điều kiện có sóng lớn ta phải bơm nước vào na canh hoặc các két dằn tàu. Cần lưu ý: nếu trọng tâm tàu ở quá thấp thì làm giảm tần số dao động nhưng lại làm tăng biên độ dao động, nghĩa là góc nghiêng lớn hơn sẽ ảnh hưởng đến sự ổn định hàng hoá, thiết bị ở trên tàu, mặt khác ảnh hưởng đến sức khoẻ của hành khách và thuyền viên. - Trạng thái thế vững kém (Hình 38 b) Trạng thái thế vững kém nghĩa là: khi có ngoại lực tác động làm tàu nghiêng đi một góc  , sau khi ngoại lực thôi tác động thì tàu không có khả năng trở về trạng thái cân bằng ban đầu, thậm trí còn nghiêng thêm. Nếu ngoại lực có cường độ lớn tàu có thể bị lật. Trạng thái này xảy ra khi trọng tâm của tàu ở trên cao, khi bị nghiêng, P và D cũng sinh ra mô men, nhưng mô men này cùng chiều với ngoại lực F tạo ra góc 49
51. nghiêng cộng hưởng gây nguy hiểm cho tàu. Vì vậy người ta gọi mô men trong trường hợp này là mô men lật đổ. Trong thực tế, đối với tàu sông thì ta thấy sà lan chở hàng trên mặt boong (sà lan đẩy) nếu bị gác cạn hay va chạm ngang mạnh rất dễ bị lật. - Trạng thái thế trung hoà (Hình 38 c) Thế vững trung hoà nghĩa là nếu có ngoại lực tác động vào tàu làm tàu nghiêng đi một góc  , sau khi ngoại lực thôi tác động thì tàu không nghiêng thêm và cũng không trở về được trạng thái cân bằng ban đầu. Như vậy nếu ngoại lực tác động một cách liên hồi đứt quãng (F1;F2; F3 Fn) thì tàu sẽ nghiêng dần (1 ; 2 ; 3 ; n) cho đến khi bị lật. Trường hợp này xảy ra khi ta xếp, dỡ hàng hoá ở dạng đặc biệt làm cho trọng tâm G của tàu và tâm nổi C trùng nhau, nghĩa là 2 Lực P và D có cùng một điểm đặt dẫn đến luôn luôn là một hệ lực trực đối, không sinh ra mô men. 4.2.4. Tính chòng chành (Dao động). 1. Khái niệm. Tính chòng chành là khả năng tàu dao động quanh một trục nào đó với một tần số và biên độ nhất định. - Tần số dao động là số lần (n) tàu dao động trong 1 đơn vị thời gian thường là giây(s): 2 n Trong đó: T là thời gian tàu T hoàn thành 1 dao động hoàn chỉnh, được gọi là chu kỳ dao động. - Biên độ là góc nghiêng lớn nhất của tàu so với trạng thái cân bằng khi dao động. 2. Các loại dao động của tàu thuỷ. Dựa vào hệ toạ độ 3 chiều, người ta chia dao động của tàu thuỷ ra làm 3 loại: chòng chành ngang, chòng chành dọc và chòng chành thẳng đứng. - Chòng chành ngang (Hình 39 a) Là dao động của tàu quanh mặt phẳng đường mũi lái. Chòng chành ngang sinh ra sự chênh lệch về mớn nước giữa 2 bên mạn tàu, làm hàng hoá, trang, thiết bị có thể bị xê dịch vị trí theo chiều ngang dẫn đến trọng tâm tàu di chuyển theo trục ngang sinh ra độ nghiêng ngang. Chòng chành ngang có thể dẫn đến biến dạng vỏ tàu theo chiều ngang, ảnh hưởng xấu đến sự đi lại và sức khoẻ của thuyền viên và hành khách. - Chòng chành dọc (Hình 39 b) Chòng chành dọc là dao động của tàu quanh mặt phẳng đường sườn giữa. Chòng chành dọc sinh ra sự chênh lệch về mớn nước giữa mũi và lái tàu. Khi có chòng chành dọc tàu bị bổ nhảy, hàng hoá, trang thiết bị có thể bị di chuyển dọc tàu, tàu có thể bị biến dạng theo chiều dọc, việc đi lại, làm việc của hành khách và thuyền viên rất khó khăn, dễ bị say sóng. - Chòng chành thẳng đứng (Hình 39c) 50
52. Chòng chành thẳng đứng là dao động của tàu trên trục đứng. Đây là dạng chòng chành đặc biệt, thường xảy ra trong điều kiện thời tiết, khí tượng thủy văn đặc biệt, vùng hoạt động có khu nước rộng, độ sâu lớn. Chòng chành thẳng đứng làm thay đổi mớn nước của tàu một cách toàn diện, hàng hoá có thể bị lắng đọng làm hạ trọng tâm của tàu xuống thấp, hành khách và thuyền viên mệt mỏi. Phân bổ hàng hoá không khoa học có thể dẫn đến biến dạng vỏ tàu, thậm chí gẫy tàu. a/ b/ c/ Hình 39: Các chòng chành của tàu thủy a/ Chòng chành ngang b/ Chòng chành dọc c/ Chòng chành thẳng đứng 3. Các biện pháp giảm chòng chành cho tàu. Để giảm chòng chành cho tàu người ta có nhiều giải pháp. Đặc biệt đối với tàu biển, người ta lắp đặt nhiều loại thiết bị giảm lắc như: hệ thống giảm lắc con quay, hệ thống két giảm lắc, hệ thống vây cá giảm lắc v.v. Đối với tàu sông, hoạt động trong điều kiện sóng gió không lớn lắm, mặt khác chu kỳ chạy tàu ngắn nên mức độ chòng chành cũng không lớn. Trong thực tiễn, ở Việt Nam hiện nay sử dụng các biện pháp giảm lắc cho tàu sông như sau: - Đóng tàu có tuyến hình mình phản (đáy bằng). - Bố trí thêm một con trạch ở phần mo chạy dọc từ mũi về lái (ky giảm lắc). Cách này thường được dùng tương đối phổ biến vì nó vừa giảm lắc vừa tăng cường sức chịu đựng cho phần mo, là phần hay bị chà sát khi tàu chạy trong luồng sông hẹp. - Đối với tàu khách, tàu du lịch bố trí boong chìa như đã phân tích ở phần 3 chương I. - Đối với thuyền gỗ, khi gặp sóng người ta hạ bớt dướn xuống. - Khi gặp sóng lớn người ta dùng dầu cặn đổ lên mặt nước xung quanh tàu nhằm làm tăng sức căng bề mặt nước, nhờ vậy giảm được độ cao của sóng, tàu giảm được lắc. - Đối với việc điều động tàu, khi gặp sóng lớn người ta áp dụng phương pháp chạy tàu gối sóng. Nghĩa là hướng chạy tàu xiên với hướng sóng một góc nhất định tuỳ theo sức, hướng sóng. 51
53. 4.2.5. Tính chạy nhanh. .1. Khái niệm. Tính chạy nhanh là: để đạt được đến một tốc độ nào đó, đòi hỏi máy tàu bỏ ra một công suất nhỏ nhất, tiêu hao nhiên liệu ít nhất. Như vậy tính chạy nhanh khác hẳn với tốc độ. Tốc độ chỉ đơn thuần nói lên con tàu có dịch chuyển mà không biểu thị được đặc tính khai thác, yêu cầu hạch toán vận tải. Còn tính chạy nhanh phải được hiểu là tốc độ ấy phải có chi phí thấp nhất. 2. Các biện pháp nâng cao tính chạy nhanh. Từ khái niệm trên ta thấy việc nâng cao tính chạy nhanh cho con tàu là việc làm thường xuyên, liên tục đối với mọi người tham gia làm công tác vận tải đặc biệt đối với người thuyền trưởng. Qua thực tiễn sản xuất nhiều năm nay, có thể rút ra một số biện pháp nâng cao tính chạy nhanh như sau: - Khi đóng mới, sửa chữa nâng cấp phải chọn tỷ lệ giữa các kích thước, tuyến hình tàu hợp lý sao cho lực cản của gió, nước đối với tàu là nhỏ nhất nhưng phải đảm bảo thuận lợi cho việc điều động tàu. - Thực hiện nghiêm túc công tác bảo dưỡng, sửa chữa vỏ, máy tàu và các hệ thống trang, thiết bị. - Lập kế hoạch chạy tàu sao cho lợi dụng tối đa gió, dòng chảy, thủy triều để làm tăng tốc độ tàu mà không cần phải tăng công suất máy. - Khi xếp dỡ hàng hoá cần đảm bảo cả yêu cầu về thế vững, lực cản của không khí để có tốc độ tối ưu. - Không ngừng học tập, tích luỹ kinh nghiệm để nâng cao trình độ chuyên môn, làm chủ các thiết bị máy móc tiên tiến nhằm nâng cao hiệu quả điều động. 4.2.6. Tính điều khiển. 1. Khái niệm. Tính điều khiển là khả năng giữ nguyên hướng đi cũ hay thay đổi hướng đi mới theo ý muốn của ngươì điều khiển của con tàu. Hay: Là khả năng đảm bảo phương hướng của con tàu. Đây là tính chất rất quan trọng của một con tàu. Nó đòi hỏi phải tính toán chu đáo, đầy đủ từ khi thiết kế đóng mới cho đến cả quá trình sửa chữa, bảo quản, bảo dưỡng để duy trì khả năng điều khiển tốt cho con tàu. 2. Các yếu tố của tính điều khiển. - Tỷ lệ giữa các kích thước phù hợp. Đây là vấn đề thường không được người điều khiển quan tâm đúng mức. Chưa thấy hết được tầm quan trọng của tỷ lệ các kích thước ảnh hưởng rất lớn đến khả năng điều động của con tàu. Qua nghiên cứu và thực nghiệm người ta kết luận: Nếu tỷ lệ L/B lớn thì chậm nghe lái, tính giữ hướng tốt, tính quay trở kém. Ngược lại nếu tỷ lệ L/B nhỏ thì nghe lái nhanh, tính giữ hướng kém, tính quay trở tốt. Tỷ lệ B/T lớn thì ăn lái kém và ngược lại. - Tuyến hình tàu. 52
54. Ở đây ta quan tâm chủ yếu tuyến hình mũi và lái tàu. +Tàu có mũi hình giọt nước thì nghe lái nhanh, dễ điều khiển. Ngược lại tàu có mũi tù thì chậm nghe lái, điều khiển khó hơn. + Tàu có tuyến hình lái thon, đáy vát lên thì ăn lái tốt, ngược lại nếu lái tàu bằng, đáy vát ít thì ăn lái chậm, thậm chí khi chạy lùi không nghe lái. - Quy cách và chất lượng của hệ thống điều khiển tàu: Nếu bỏ qua kích thước, trọng tải của tàu thì tàu đặt bánh lái ở sâu, dạng đứng, mặt cắt dạng thủy động học sẽ nghe lái tốt hơn tàu có bánh lái ở nông, dạng nằm, mặt cắt dạng chữ nhật. Tàu có hệ thống lái chủ động thì tính điều khiển tốt hơn có hệ thống lái bị động. Tàu có hệ truyền động lực bẻ lái chuẩn xác, nhanh thì khả năng nghe lái cũng nhanh và ngược lại - Độ sâu luồng lạch: Độ sâu luồng lạch có ảnh hưởng rất lớn đến tính năng điều động của tàu, tàu hoạt động ở vùng nước sâu nghe lái tốt hở ở vùng nước nông. (ta sẽ phân tích kỹ hơn ở phần điều động) 4.2.7. Tính sức bền. 1. Khái niệm. Tính sức bền là khả năng tàu chịu được nội, ngoại lực tác động đến một mức độ nào đó mà không bị biến dạng, không bị thay đổi đặc tính kỹ thuật và đặc tính khai thác . Tính sức bền của tàu phụ thuộc vào vật liệu đóng tàu, trình độ thi công đóng và sửa chữa, loại hàng chuyên chở, vùng hoạt động, đặc điểm tuyến luồng hoạt động và trình độ người vận hành. Là người quản lý và nhất là người vận hành phải chú ý tất cả các yếu tố trên để nâng cao sức bền, kéo dài thời gian hoạt động của con tàu. 2. Các biện pháp nâng cao sức bền cho tàu. - Chọn vật liệu đóng tàu phù hợp với vùng hoạt động, loại hàng chuyên chở. - Thực hiện tốt công tác chăm sóc, bảo quản, bảo dưỡng toàn tàu. - Triệt để vận dụng các biện pháp để giảm thiểu sự cọ sát, va chạm cho tàu. - Dùng các biện pháp hữu hiệu để chống ăn mòn vỏ tàu khi hoạt động ở vùng nước mặn, khi chuyên chở hàng hoá có tính ăn mòn cao. - Không ngừng học tập bổ sung kiến thức lý thuyết, kiến thức thực tế về vận hành, bảo quản, bảo dưỡng phương tiện để giữ phương tiện luôn ở tình trạng kỹ thuật tốt. 53
55. NỘI DUNG TỔNG QUÁT Môn học: LUỒNG CHẠY TÀU THUYỀN Thời gian STT Nội dung đào tạo (giờ) 1 Chương 1: Khái quát chung của sông, kênh Việt Nam 1.1 Sông, kênh đối với vận tải đường thuỷ nội địa 7 1.2 Tính chất chung 1.3 Đặc điểm chung 2 Chương 2: Các hệ thống sông chính 2.1 Sông, kênh miền Bắc 18 2.2 Sông, kênh miền Trung 2.3 Sông, kênh miền Nam 3 Chương 3: Các tuyến vận tải đường thuỷ nội địa chính 181 3.1 Các tuyến vận tải đường thuỷ nội địa ở miền Bắc 1 3.2 Các tuyến vận tải đường thuỷ nội địa ở miền Trung 1 3.3 Các tuyến vận tải đường thuỷ nội địa ở miền Nam 1 Kiểm tra định kỳ, kết thúc môn học 2 Tổng cộng 45 54
56. Chương I KHÁI QUÁT CHUNG CỦA SÔNG, KÊNH VIỆT NAM 1.1. Sông kênh đối với vận tải đường thuỷ Nội địa Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, dọc theo bờ Biển Đông, kéo dài từ 805 đến 2305 vĩ bắc với 3260 Km bờ biển. Lịch sử phát triển tự nhiên lâu dài trong điều kiện mưa nhiều đã tạo ra một số lượng sông, suối, kênh rạch rất lớn lên tới khoảng 2.360 con sông, kênh lớn nhỏ. Mật độ sông kênh trong cả nước trung bình đạt 0,60 Km/ km2. Nơi có mật độ sông thấp nhất là các vùng núi đá, vùng cực nam Trung Bộ. Trên các châu thổ ngoài các sông suối tự nhiên còn có nhiều kênh đào, mương máng làm cho mật độ sông kênh rất cao. Khu vực đồng bằng sông Hồng có mật độ 0,45Km/ Km 2, khu vực đồng bằng sông Cửu Long có mật độ 0,68Km/ Km 2. Dọc bờ biển, theo thống kê có 112 cửa sông ra biển, vào khoảng 29Km có một cửa sông. Các sông lớn của Việt Nam thường bắt nguồn từ ngoài lãnh thổ, phần trung lưu và phần hạ lưu chảy trên đất Việt Nam. Sông, kênh Việt Nam có lưu lượng nước bình quân 26.600m 3/s.Trong tổng lượng nước này, phần sinh ra trên lãnh thổ Việt Nam chiếm khoảng 61,5%. Lượng nước phân bố không đều giữa các hệ thông sông: Hệ thống sông Mê Công chiếm 60,4%, hệ thống sông Hồng chiếm 15,1%, các hệ thống sông còn lại chiếm 24,5%. Do cấu trúc của địa hình sông ngòi nước ta đã tạo thành những màng lưới giao thông đường thuỷ dầy đặc. Chảy qua hầu hết các thành phố, thị xã, cũng như các khu công nghiệp tập trung. Nên rất thuận lợi cho việc vận chuyển hàng hoá, hành khách, từ miền ngược xuống miền xuôi, từ nông thôn ra thành thị. Theo thống kê hàng năm, vận tải đường thuỷ đóng góp vận chuyển một khối lượng hàng hoá, hành khánh chiếm khoảng từ 35% đến 37% tổng sản lượng vận chuyển của toàn nghành giao thông vận tải. Không những thế nó còn có tính ưu việt là chở được các mặt hàng siêu trường, siêu trọng mà các nghành vận tải khác không thể vận chuyển được. 1. 2. Tính chất chung Do cấu chúc địa hình của nước ta, được thiên nhiên ban phát tạo nên, phía bắc và phía tây dọc theo biên giới trên bộ là các dẫy núi cao và các cao nguyên trùng trùng điệp điệp nối liền với nhau, phía đông và phía nam kề sát với biển Thái Bình Dương ta vẫn quen gọi là biển Đông. Nên hầu hết các sông của Việt Nam chảy theo hướng tây bắc - đông nam rồi đổ ra biển Đông. Ngoại lệ có sông Kỳ Cùng có hướng chảy ngược lại. 1.3. Đặc điểm chung 1.3.1. Đặc điểm về dòng chảy Do các sông bắt nguồn từ các núi cao, nên sông ở thượng lưu rất dốc, độ dốc bình quân của sông Hồng từ thượng nguồn đến Việt Vrì là 23Cm/Km, sông Lô 33Cm/Km. Các sông ở phía đông Trường Sơn độ dốc còn lớn hơn có nơi lên trên 100Cm/Km. Chính vì vậy vào mùa mưa sông ở khu vực này dòng nước chảy xiết 55
57. các phương tiện vận tải chạy ngược dòng rất khó khăn, sông chảy đến vùng đồng bằng dòng chảy êm hơn, độ dốc còn khoảng vài xen ti mét trên một ki lô mét. Các dòng chảy được hình thành là nhờ các khối nước di chuyển từ thượng lưu xuống hạ lưu. Những yếu tố đặc trưng cho dòng chảy là: Tổng lượng nước trên sông từ thượng nguồn đến hạ lưu(m3), lưu lượng nước của sông(m3/s), lưu tốc dòng chảy(m/s). Những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp tới dòng chảy là lượng mưa, lưu vực mưa, thời gian mưa, nhiệt độ, độ ẩm, cấu tạo địa chất, địa hình, các công trình trên sông như bến cảng, cầu cống, kè đập v.v Dòng chảy trên sông kênh nước ta, chủ yếu là do nguồn nước mưa cung cấp. Mưa ở nước ta theo mùa và lượng mưa giữa hai mùa chênh lệch nhau khá lớn. Sông kênh nước ta phần lớn ngắn và dốc, lưu vực rộng lớn. Do đó dòng chảy diễn biến phức tạp, luôn thay đổi theo mùa, theo vùng. Sau mỗi trận mưa, lượng nước dồn về sông chính rất nhanh với lưu lượng rất lớn. Về mùa mưa, mực nước trung bình trên các sông cao hơn mực nước trung bình ở mùa cạn từ 4 đến 5 lần trở lên. Lưu lượng nước tăng hàng chục lần, khi lũ xuất hiện biên độ mực nước đều dâng cao từ thượng nguồn đến hạ lưu. Mùa lũ rất khó phân biệt chướng ngại vật, nhận biết luồng đi, lưu tốc dòng chảy mạnh, dòng chảy diễn biến phức tạp. Về mùa khô, mực nước trên sông thấp, lưu lượng ít, lưu tốc dòng chảy chậm. Phần thượng và trung lưu luồng lạch thu hẹp. Phần hạ lưu, đủ nước vận chuyển, lưu tốc dòng chảy chậm và chịu ảnh hưởng của các chế độ thuỷ triều. 1.3.2. Một số đặc điểm, qui luật diễn biến dòng chảy 1.3.2.1.Dòng chảy phân luồng: Dòng chảy phân luồng xuất hiện ở những nơi mực nước đột ngột từ cao xuống thấp. Sau khi đổ xuống, nước nhanh chóng đổ ra nhiều hướng để tiếp tục chảy. Đoạn sông bị đột ngột bị thu hẹp về chiều rộng cũng xuất hiện dòng chảy này, dòng chảy bị thu hẹp, nước bị dồn lại ở phần thượng lưu tạo nên mực nước chênh lệch lớn. Sau khi ra khỏi đoạn sông thắt, nước toả ra nhiều hướng, nhiều luồng khác nhau để tiếp tục chảy về hạ lưu. Ngoài ra dòng chảy phân luồng còn xuất hiện ở những nơi mà giữa lòng sông có chướng ngại vật, bãi đá, cát ngầm, bãi nổi(cù lao) làm luồng nước phân ra nhiều hướng. Đặc điểm của dòng chảy phân luồng là phía thượng lưu nước cao, lưu tốc chậm, nước chảy tập trung vào một luồng, ở phía hạ lưu dòng chảy phân ra nhiều hướng nhiều luồng với lưu tốc nhanh. Sau khi toả ra nhiều hướng, nhiều luồng, luồng đi an toàn của phương tiện lúc đó phụ thuộc vào sự nhận biết của người điều khiển phương tiện thông qua kinh nghiệm lâu dài. Trước hết phải xác định được điểm phân luồng, sau đó xác định luồng an toàn mà phương tiện có thể qua được. 1.3.2.2.Dòng chảy phủ luồng: nắng. Đó là Dòng này xuất hiện khi trên sông có nước lũ lớn ,hoặc khi thuỷ triều dâng cao, chưa kịp thoát toả rộng trên mặt sông phủ kín các cồn bãi, chướng ngại vật, phủ kín luồng đi làm cho việc nhận biết luồng đi khó khăn. Dòng chảy phủ luồng xuất hiện thì lưu lượng, lưu tốc dòng chảy tăng nhanh. 56
58. Diễn biến của dòng phủ luồng là khi chảy qua những đoạn sông có luồng lạch ổn định, đáy sông không có chướng ngại vật thì mặt dòng chảy êm phẳng và thẫm mầu.ở những đoạn sông có diễn biến lòng sông phức tạp, đáy sông có nhiều chướng ngại vật thì lưu tuyến của dòng chảy dưới đáy sông là lưu tuyến rối với lưu tốc khác nhau. Từ đó gây ra sự mất ổn định của bề mặt dòng chảy. Khi đó trên mặt sông sẽ xuất hiện một vệt nước dài liên tục thẫm mầu, bề mặt dòng chảy êm có lưu tốc dòng chảy mạnh đó là luồng chính, tàu đi an toàn. Những nơi bề mặt sông xuất hiện nước cuộn, có nhiều ngấn nước có sóng gợn hoặc sóng ngang, sóng lăn tăn có mầu sáng nhất là đêm trăng hoặc trời nơi không ổn định, dòng chảy diễn biến phức tạp, luồng đi không an toàn. Khi điều khiển tàu qua đoạn sông này cần chú ý điều khiển hướng thẳng mũi tàu đúng luồng an toàn. Nếu có gió thì phải tính toán để tránh chệch hướng do gió tạt. 1.3.2.3.Dòng chảy vòng: Dòng chảy vòng thưòng xuất hiện ở đoạn sông cong, ở những cửa sông có doi cát nhô ra sông, làm cho dòng chảy đang thẳng bị uốn cong và chảy theo một hướng khác với hướng ban đầu. Dòng chảy vòng là dòng chảy hướng ngang thẳng góc với dòng chủ lưu, hướng của tầng chảy trên mặt nước và hướng của tầng nước dưới đáy sông ngược chiều nhau. Dòng chảy theo hướng ngang hợp với dòng chảy theo hướng dọc tạo thành chảy vòng, dòng chảy qua đoạn sông cong xuất hiện lực ly tâm, dưới tác dụng của lực ly tâm làm cho mặt nước ở phía bờ lở dâng cao và thấp ở phía bờ lồi, hình thành độ dốc hướng ngang. Từ đầu đoạn cong nếu nhìn mặt cắt ngang thì thấy dòng chảy mặt hướng về bờ lở, do cản trở của bờ dòng chảy dần chuyển hướng từ hướng thẳng sang cong, sau đó chuyển xuống đáy chuyển về hướng bờ lồi rồi chuyển lên phía trên mặt sông trong khi đó dòng chảy đáy hướng về phía bờ lồi ngược chiều vói dòng chảy mặt, sau đó chuyển dần lên mặt nước. lưu tốc dòng chảy trên mặt nước và dòng chảy dưới đáy sông ngược chiều nhau. Như vậy dòng chảy dưới đáy đào sói đáy và bờ lở đem bùn cát bồi cho bờ bãi, điểm gặp nhau giữa hai dòng chảy đáy và mặt tạo thành một ngấn nước có khi tạo thành một dải bọt trắng kéo dài liên tục. Từ ngấn nước này nếu điều khiển tàu đi quá về phía bờ bãi, sẽ chịu sự chi phối mạnh của dòng chảy dưới đáy và có xu thế lôi cuốn về phía bờ lồi dễ mắc cạn. Ngược lại nếu đi quá về phía bờ lở sẽ chiụ sự chi phối của dòng chảy trên mặt với lưu tốc lớn có xu thế bị dạt về phía bờ lở. 1.3.2.4.Dòng chảy xoáy: Ỏ những nơi bờ sông bị lở đột ngột, nơi có các công trình ngầm hoặc chướng ngại vật, chân các núi đá ngầm nhô ra sông ngăn cản một phần dòng chảy trên sông. Dòng chảy xoáy xuất hiện do dòng chảy thay đổi chiều, hướng đột ngột tạo nên dòng chảy có hướng ngược lại hướng ban đầu rồi xoáy tròn theo dạng chôn ốc, sau đó thoát ra và chảy theo hướng xuôi chiều dòng sông. Có ba dạng dòng chảy xoáy: Dòng chảy xoáy trục đứng dương áp xuất hiện khi dòng chảy đang di chuyển bình thường gặp chướng ngại vật như ghềnh đá, bờ bãi, hoặc công trình nhô ra sông, làm cho dòng chảy đổi chiều đột ngột chảy cuộn tròn theo dạng chôn ốc từ 57
59. dưới lên trên, mặt nước hình thành một vùng nước cuộn tròn, nhô cao hơn mặt nước bình thường, ở tâm xoáy thỉnh thoảng có cột nước nhô lên và toả đều ra xung quanh. Dòng chảy xoáy âm áp xuất hiện khi dòng chảy đang di chuyển gặp bờ lở, hướng chảy thay đổi đột ngột xoáy tròn theo dạng chôn ốc, hướng từ mặt nước xuống dưới, tạo ra trên bề mặt nước có một vùng có nhiều dòng chảy cuộn tròn di xuống, mặt nước lở xuống, vật trôi gặp vùng xoáy sẽ bị cuốn hút vào tâm xoáy khó thoát ra. Dòng xoáy trục ngang xuất hiện ở đoạn sông có đáy sông đột ngột thấp xuống theo dạng bậc thềm dòng nước đang di chuyển đột ngột đâm thẳng xuống đáy, sau đó mới ngóc lên, lại bị dòng nước trên cao xô tới tạo ra dòng chảy cuốn tròn có trục ngang với chiều dòng chảy. 1.3.2.5. Dòng nước giao nhau: Dòng này thường xuất hiện ở các ngã ba sông khi có hai dòng đổ về một ngả, hai dòng nước ở hai nhánh sông cùng chảy về một nhánh thứ ba. Do vậy khi xuống đến nhánh thứ ba thì hai dòng nước ở hai nhánh sông trên mỗi dòng chiếm chỗ một phía bờ của luồng sông và lưu lượng nước của mỗi dòng này phụ thuộc vào lưu lượng nước của mỗi dòng sông trên. Trong hai nhánh sông trên nếu nhánh nào có lưu lượng nước nhiều, thì lượng chiếm chỗ thể tích ở nhánh thứ ba nhiều, vị trí tiếp giáp giữa hai dòng ở nhánh thứ ba tạo thành dòng nước giao nhau. Độ dài của dòng nước chảy giao nhau phụ thuộc vào lưu tốc dòng chảy của hai nhánh sông trên. Nếu lưu tốc mạnh thì độ dài của dòng nước chảy giao nhau càng dài và ngược lại nếu lưu tốc của hai dòng sông trên yếu thì chiều dài của dòng nước chảy giao nhau ngắn lại. Tại vị trí dòng nước giao nhau, dòng chảy không ổn định. Nên khi điều động ta không cho tàu đi vào vị trí dòng nước giao nhau. 1.3.2.6. Dòng nước vật: Dòng có hướng chảy ngược lại với luồng nước của dòng sông) dòng này thường xuất hiện ở sau các cánh bãi lớn và đoạn sông đó thường có một độ cong nhất định. Khi dòng chảy của luồng sông gặp phải cánh bãi nhô ra luồng, thì lượng nước dồn về phía bên bờ vở, phía luồng có cao độ đáy sông thấp, hay còn gọi là phía bờ lở. Do vậy phía sau cánh bãi lưu lượng nước bỗng nhiên bị ít đi, để bù lại thì lưu lượng nước sau cánh bãi dồn lên tạo thành dòng chảy ngược lại. Cho nên khi tàu đi vào dòng này tốc độ tăng lên đột ngột, nhưng khi đi đến cuối dòng cần lưu ý đưa tàu dịch dần ra phía luồng nước chảy mạnh, không sẽ mắc vào hiện tượng mũi tàu ra dòng nước chảy mạnh và bị dòng nước chảy mạnh tác động, còn lái tàu lại ở dòng nước ngược. Cho nên tạo thành ngẫu lực tàu dễ bị quay ngược lại hướng đang hành trình. Nếu ta cố lấy lái dữ hướng thì dễ bị lao sang phía bờ bên kia. Hiện tượng này thường xảy ra khi có nước lũ về. 1.3.2.7. Dòng nước chảy ngang luồng: Như ta đã biết trên một số dòng sông về mùa nước lũ lưu tốc dòng chảy rất mạnh, làm cho phía bờ lở của sông bị xâm thực dữ dội, sức sói mòn rất mạnh gây nguy hiểm đến an toàn đê điều. Nên tại những vị trí đó chúng ta có xử lý để bảo 58
60. tồn cho phần đất không bị tiếp tục xâm hại và chặn đứng sự sói mòn do dòng chảy gây ra đảm bảo an ninh cho đê điều bằng cách thả xuống lòng sông những sọt đá, rồng đá tạo thành những chiếc kè mỏ hàn. Những chiếc kè này có hai nhiệm vụ: Thứ nhất là dữ được phần đất phía sau kè không bị sói lở. Thứ hai là làm đổi hướng dòng chảy. Do vậy khi hướng dòng chảy lao vào phía thượng lưu của kè, buộc phải chảy dọc theo chiều dài của kè từ gốc kè đến đầu kè rồi chảy ngang ra một đoạn luồng mới theo dòng chảy của luồng sông. Nên đoạn dòng nước chảy từ đầu kè ngang ra đến luồng nước của dòng sông được gọi là dòng chảy ngang. Khi tàu đi vào vị trí này sẽ bị đẩy ngang ra luồng sông. Các công trình cầu qua sông do các trụ cầu, mố cầu thu hẹp dòng chảy, làm cho dòng chảy bị biến đổi nhiều. ở thượng lưu cầu, do các mố cầu cản trở dòng chảy, nước không thoát nhanh nên ứ lại, dâng lên tương đối cao, lưu tốc giảm sẽ sinh ra bồi lắng. Còn tại trụ cầu và mố cầu, dòng chảy bị các công trình bảo vệ cầu ở đầu cầu cản trở, nên lưu lượng đơn vị tăng lên, tốc độ cũng tăng lên gây sói lở. Hạ lưu cầu dòng chảy mở rộng, lưu tốc giảm bùn cát bồi lắng lại. Tóm lại, sự biến hình dòng sông ở đoạn sông có cầu, chủ yếu là hình thành các bãi bồi dịch chuyển về phía hạ lưu và biến hình theo chiều dọc của luồng. 1.3.3. Đặc điểm về thuỷ văn 1.3.3.1. Tình hình thuỷ văn do mưa Nguồn nước trên sông kênh chủ yếu là do mưa, tình hình mưa ở nước ta rất phức tạp và diễn biến theo mùa rõ rệt mùa mưa lưu lượng và lưu tốc dòng chảy tăng cao, mùa khô lưu lượng nước giảm lưu tốc dòng chảy êm hơn. Ngoài ra địa hình của nước ta có độ dốc thoải dần từ tây sang đông, miền núi, trung du bình đồ cao hơn rất nhiều so với vùng đồng bằng và mặt nước biển. Do đó chỉ cần một trận mưa vừa cũng làm thay đổi mực nước các sông rất nhanh, nhất là về mùa mưa, miền đồi núi mưa nhiều mưa lớn. Nước từ thượng nguồn đổ về hạ lưu rất nhanh, khi nước về hạ lưu chảy dồn ra các cửa sông, trước khi đổ ra biển gặp thuỷ triều làm cho tốc độ thoát nước chậm. Thời gian mưa ở Miền Bắc và Miền Nam khác nhau. Miền Bắc mùa mưa chính thức từ trung tuần tháng 6, mưa nhiều nhất vào tháng 7, tháng 8, khết thúc vào trung tuần tháng 10. Miền Nam mưa cũng bắt đầu vào tháng 6, nhưng kết thúc thường chậm hơn vào khoảng tháng 11. Miền Trung mùa mưa muộn hơn và kết thúc vào khoảng tháng 12. Mưa ảnh hưởng trực tiếp đến dòng chảy và mực nước trên sông kênh. Lượng mưa trung bình từ 1500 đến 2000mm,ở vùng núi cao lượng mưa tới 2000 đến 3000mm. Số ngày mưa ở nước ta nhìn chung khoảng trên 100 ngày trong một năm, những nơi mưa nhiều nhất tới 150 ngày trên một năm lượng mưa lớn nhất ở Miền Bắc vào tháng 8, ở Miền Trung vào tháng 11ở Miền Nam vào tháng 10. Lượng mưa vào mùa khô thấp, cả một tháng không quá 30mm, có tháng không mưa. Mưa dẫn đến tình hình thuỷ văn trên các sông bình quân trong mùa mưa như sau: 1.3.3.2. Mùa lũ 59
61. Mùa lũ của lòng sông ứng với mùa mưa của thời tiết, ở Miền bắc và Miền trung mùa lũ có luợng mưa lớn, nước chảy xiết và dâng cao đột ngột, gây khó khăn cho việc đi lại của phương tiện, đặc biệt tàu đi ngược dòng, do chiều cao tĩnh không của các cầu thấp nên về mùa lũ số ngày phương tiện không chui qua được cầu cũng chiếm thời gian dài. Điển hình ở bắc bộ là cầu đuống, do vậy mùa lũ sông sâu, rộng nhưng cũng bị nghẽn tắc giao thông. Nam Bộ mùa lũ lưu lượng nước cũng khá lớn, mực nước trên các triền sông dâng cao, nhưng không có những con nước đột ngột độ chênh mức nước gữa mùa lũ và mùa kiệt không lớn khoảng 1,5m. 1.3.3.3. Mùa khô Mùa nước cạn của lòng sông ứng với mùa khô của thời tiết và có thời gian dài hơn mùa lũ, thời gian này nước sông xuống thấp nhất vì lượng nước mưa rất ít, một số sông ở khu vực vùng núi miền trung, phương tiện thuỷ hoạt động rất khó khăn, nhiều nơi không hoạt động được. Mùa cạn ở miền bắc nói chung là thời gian tác nghiệp chính của cơ quan quản lý đường sông, vì giao thông đường sông hay bị ách tắc.Thời gian này luồng lạch khan cạn, nhiều bãi bồi xuất hiện nên phải thường xuyên đo dò luồng lạch, nạo vét duy trì độ sâu luồng lạch chạy tàu đúng cấp quản lý, thiết lập chính xác hệ thống báo hiệu dẫn luồng để các phương tiện hoạt động an toàn cả ban ngày lẫn ban đêm. ở Nam Bộ tuy mùa khô nhưng lưu lượng nước vẫn lớn, và có ảnh hưởng của thuỷ triều nên lúc nào cũng đủ nước để vận tải. 1.3. 4. Ảnh hưởng của gió Gió là yếu tố ảnh hưởng đến thuỷ văn, đến dòng chảy sông kênh, gió tạo điều kiện sinh mưa và làm tình hình diễn biến mưa phức tạp . Gió trực tiếp gây ra bão, lốc . Gió ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của các phương tiện giao thông trên sông kênh. Nước ta chịu ảnh hưởng của khí quyển đặc trưng miền nhiệt đới. Từng miền, từng mùa, có chế độ gió khác nhau.Về cơ bản nước ta có hai loại gió: Gió đông bắc và gió tin phong. Gió đông bắc gây ra mưa phùn, mưa dầm từ tháng 11 năm trước đến tháng 3 năm sau, gió đông bắc thổi từng đợt. Những ngày không có gió đông bắc thì có gió đông nam. Từ đèo Hải Vân trở vào chủ yếu là gió tin phong của miền nhiệt đới thổi đều đặn theo hướng đông- nam, sức gió không lớn, thời tiết khác biệt hẳn. Tháng 4 đến tháng 5 gió đông – nam thổi liên tục trong phạm vi toàn quốc. Sức gió mạnh nhất từ 14 giờ đến 24 giờ thổi vào đất liền đạt tới 5,5 đến 10,7m/s, còn gió tây nam và gió Lào sức gió không mạnh, nhưng khô nóng. Các tháng tiếp sau đó có gió đông nam, gió tây nam.Gió tây nam về thường xuất hiện bão xa ở biển đông. Tháng 6 đến tháng 8 coi như chấm dứt gió mùa đông bắc, gió đông nam và gió tây nam xuất hiện. Thời gian này dễ gây gió xoáy, lốc, giông, gió mùa hạ mạnh hay gây mưa lớn. Hàng ngày thường có hai loại gió, gió đất liền và gió biển, thổi hàng ngày vào vùng duyên hải.Thường gió biển thổi vào từ 10giờ sáng, mạnh nhất từ 14 đến16 giờ. Bão thường phát sinh khi có vùng áp thấp nhiệt đới xuất hiện trên biển. Bão có sức gió mạnh từ cấp 8 (62km/giờ) trở lên, bão thường kèm theo mưa to. 60
62. Thường xuyên phải theo dõi chặt chẽ tình hình gió, bão trong khi điều khiển phương tiện giúp ta tránh được những tai nạn có thể xẩy ra khi hành trình. Chương II CÁC HỆ THỐNG SÔNG CHÍNH 2.1. Sông, kênh Miền Bắc 2.1.1. Hệ thống sông Bằng Giang - Kỳ Cùng Hệ thống sông này gồm hai sông chảy ngược nhau và gặp nhau ở Quảng Tây Trung Quốc, tạo thành sông Tả Giang, chảy vào sông Tây Giang và đổ ra biển ở Quảng Châu. Sông Bằng Giang bắt nguồn từ Na Phi chảy vào Việt Nam qua cửa khẩu Sóc Hà về thị xã Cao Bằng, qua cửa khẩu Tà Lùng với chiều dài 108km. Đoạn sông qua Việt Nam dài 90km và có thể khai thác vận tải đoạn sông từ thị xã Cao Bằng qua Phục Hoà đến cửa khẩu Tà Nùng dài 56km. Sông Bằng Giang có mùa lũ từ tháng 6 đến tháng 9 và mùa cạn từ tháng 10 năm trước đến tháng 5 năm sau. Sông Kỳ Cùng bắt nguồn từ Ba Xá dài 243km chảy qua thị xã Lạng Sơn đến Thất Khê thì ngoặt sang Trung Quốc qua cửa khẩu Bình Nghi. Mùa lũ và mùa cạn của sông Kỳ Cùng giống như sông Bằng Giang. 2.1.2. Hệ thống sông Thái Bình 2.1.2.1. Khái quát chung Phần thượng nguồn của hệ thống sông Thái Bình có ba con sông hợp thành: Sông Cầu, sông Thương, sông Lục Nam. Sông Thái Bình được nối tiếp với sông cầu và sông Thương ở ngã ba Cầu, ngang Phả Lại sau đó chảy qua thành phố Hải Dương và tiếp nhận thêm nước của sông Hồng qua sông Đuống và sông Luộc với khối lượng tương đối lớn. Phần hạ nguồn có rất nhiều sông kênh, nối tiếp nhau để rút nước trên hệ thống sông Thái Bình đổ ra biển Đông qua các cửa sông như: Lạch Huyện, Nam Triệu, Lạch Chay, Văn úc, Thái Bình. Đồng thời luồng tàu thuyền của phần hạ nguồn còn được tiếp giáp với luồng của vịnh Hạ Long và vịnh Bái Tử Long. Tạo nên một màng lưới giao thông đường thuỷ dầy đặc, rất thuận lợi cho việc vận tải giao thông đường thuỷ. Trên hệ thống sông Thái Bình, sông Cầu có mùa lũ từ tháng 6 đến tháng 10, sông Thương và sông Lục Nam từ tháng 6 đến tháng 9. Lượng nước mùa lũ rất lớn chiếm khoảng 70% tổng lượng nước cả năm, về mùa cạn thuỷ triều ảnh hưởng lên đến Chũ (sông Lục Nam ) và Bắc Giang (sông Thương). 2.1.2.2. Sơ đồ hệ thống sông Thái Bình và luồng vịnh Hạ Long, Bái Tử Long Tên các con sông Sông Cầu dài 201km bắt nguồn từ vùng Na Zì chảy qua Bắc Cạn, Chợ Mới, Thái Nguyên, Đáp Cầu đến Phả Lại. Sông Thưong dài 157km bắt nguồn từ vùng Làng Mạn chảy qua Bắc Giang về Phả Lại. 61