第九章 潮位观测
第九章潮位观测
线。矮桩露出地面的高度一般为
5~20cm，并用水准仪测出每根短桩顶 之间的高度差。观测水位时，可将活
动水尺放在每个矮桩顶的圆矮 桩顶上水尺的之间的换算，即得水位 在水尺上的高程。
4、悬臂式水尺
将水尺固定在横木上，绳索绕
过滑轮，上端伸向水尺板并装有拉
环作为指标，下端吊有重锤(或浮 鼓)，直抵水面，安装时应估计最低 水位，据此以决定绳索的长度。 观测水位时，先把重锤(或浮鼓)
平均海平面以月、年、多年为周期的变化。 在渤海和黄海，最高的日期一般是在9月份，最低 一般在2月份，南海一般是在10~11月份，最低一般在 3-4月份。
它与海水温度和季风有关。
平均海平面还有以多年为周期的变化规律，主要 是由于天文因素有长周期性(9年、19年)的变化。因此， 取9年、19年资料计算的平均海平面较为理想。
由于潮位是以海面与固定基面的高程表示的，所以
在选定观测站之后，就要确定该测站潮位观测的起算 面(简称为测站基面)。水文资料中提到的测站基面有： 绝对基面、假定基面、冻结基面、海图深度基准面等。
绝对基面：一般是以某一测站的多年平均海平面作为
高程的零点，因此，海平面又叫绝对基面。
如青岛零点(基面)、吴淞零点(基面)、大沽零点(基 面)、珠江零点(基面)等。若以这类零点作为测站基面，
斯特丹的验潮站的多年平均海平面作为高程的基准面。 这些区域性的高程起算面，叫做区域性的大地水准参考 面。
2、平均海面及其变化规律
将某测站测得任意时段的每小时的潮高取其平均值， 称为某测站的、在某一段时间的平均海面。平均海平面有 日平均海面、月平均海面和年平均海面。每天、每月和每 年的平均海面都是变化的。同时不同地点的平均海面也有 差异。
安放水域的底质采取方法不同。
海洋调查知识点总结
海洋调查知识点总结第七章海流观测海水运动=乱流（湍流）+波动+潮流+常流海水运动：如何加以区分？进行海流观测时，要按一定的时间间隔持续观测一昼夜或多昼夜，所得到的结果是常流和潮流运动的合成。
对一昼夜或多昼夜获得的资料，经过计算，可将这两部分分离开来。
水平方向周期性的流动称为潮流，其剩余部分称为常流、余流或通称为海流。
7.1 海流观测的意义1、直接为国防、生产、海运、交通、渔业、建港等服务2、海流影响区域海洋学和全球的气候>海流决定营养盐分布（上升流）>海流对气候的变化有重要的影响7.2 海流计简介海流观测用到的仪器有：机械旋浆式海流计、电磁海流计、声学多普勒海流计、光学式海流计、电阻式海流计、遮阻涡流海流计1、机械旋浆式海流计据旋浆叶片受水流推动的转数来确定流速，用磁盘确定流向。
根据这类仪器记录部分的特点，大致可分为厄克曼型、印刷型、照相型、磁带记录型、遥测型、直读型、电传型等旋浆海流计（1）厄克曼海流计无水深限制，不能测弱流，不能连续观测（2）印刷型海流计能够记录一段时间内平均流速和瞬时流向（3）照相型海流计测量值记录在耐压壳内的胶上。
胶卷一般用宽16mm，长15m，可记录6000幅图片，该仪器的测量深度为150m，自记工作时间达30天（4）磁录式海流计将测量数据以二进制编码方式记录在磁带上，磁盘，存储器，记录量大，观测时间长（5）遥测海流计双频道的无线电遥测装置，包括装在浮标上的传感器和装在船上或岸上的接收装置。
流速与流向根据自记仪纸带上记录脉冲频率和相对位置而进行测定，适合短期现场实时观测（6）直读式海流计流速流向测量的电信号均经电缆传递到显示器。
测量数据直观、材料整理方便、观测速度快、适合短期现场多层次观测，费用低2、电磁海流计包括：（1）电磁场电磁海流计（表层，深层）优点：可以走航自记。
水下部件结构简易，可靠性高。
缺点：由于它与地球垂直磁直强度有关，不能再赤道附近使用，只适用于地磁垂直强度大于0.1奥斯特的海区（2）人造磁场电磁海流计S4型的电磁海流计，其外形是球形，很好地解决了仪器倾斜对测流的影响，其主要特点是：精度高，测量值可靠，体积小，操作简便，无灵活部件，，对流场无影响3、声学多普勒海流计多普勒效应：超声源（或发射器）和接收器（散射体）之间有相对运动，则接收器所接收到的频率和声源的固有频率是不一致的，若它们是相互靠近，则接受频率高于发射频率，反之则低。
澄迈湾水文测验分析
澄迈湾水文测验分析【摘要】本文介绍了澄迈湾水文全潮测验的方法并分析湾内流场特征以及潮汐性质，为澄迈湾内海洋及沿岸工程的数学、物理模型建立提供基础数据。
【关键词】澄迈湾；水文测验；潮流；潮位；调和分析0 前言澄迈湾位于海南省海口市西侧马村镇和桥头镇之间的海域。
近几年由于城市压力，海口市将某些产业转移至该海域。
澄迈湾的建设需要了解该海域的水文资料，本文介绍了该海域水文测验的方法以及测验成果的分析。
1 水文测验实施1.3 潮位观测方法潮位观测采用自容式感压潮位仪DCX-22进行测量记录。
潮位仪器每间隔10分钟采集一次观测数据，每次观测数据为30s平均值，潮位记录至0.01m。
观测期间在各站设立临时水尺，通过临时水尺与自记潮位仪同步观测，将潮位数据改正到潮位基准面上的数据。
最终潮位数据统一到秀英基面。
1.4 潮流观测方法各个潮流观测站同步进行单船定点周日连续观测，每小时整点观测一次，观测时间26小时以上，满足潮流闭合要求。
潮流观测均采用多普勒剖面流速仪进行观测，每0.5 m观测一组数据，观测结束后，将所有层数据按照“六点法”进行筛选得到流速流向成果数据。
2 潮位处理及分析2.1 潮位特征该海域日潮不等现象明显，大、中、小潮平均高潮位，T3站最高，为2.43 m，T2站次之，为2.41 m，T1站最小，为2.37m；平均低潮位T1站最高，为0.97 m，T2和T3站均为0.92m。
2.2 潮汐调和分析3 潮流数据处理及分析3.1 流速、流向统计分析3.2 最大流速特征值3.3 潮流调和分析近岸带实测的海流包括由天体引力所产生的潮流以及主要由水文，气象条件所造成的非潮流（也称余流）两部份。
潮流是海水受日、月等天体引潮力作用后产生的周期性水平流动。
潮流分析的目的是根据海流周日观测资料，分离潮流和非潮流，同时算得潮流调和常数，进而计算其潮流特征值，并判断海区的潮流性质。
3.3.1 潮流类型3.3.2 余流4 结论本次测验采用先进的测量技术以及专业的分析方法，测验的结果精度及可靠性高，调和分析结果表明施测海域的潮汐属正规全日混合潮性质，潮流属不规则全日潮流性质。
海洋调查与观测技术教案第14讲 潮位观测
的变化。仪器由一个高准确度的压传情感器、电子线路板、数据存储单元、电源、圆柱压
力桶组成。
9.6.2 声学水位计 板书“9.6.2 声学水位计” 本仪器适用于无验潮井场合的潮位观测，为港口调度、导航及港口建设随时提供现场
数据，也可用于沿海台站的常规长期潮位观测及水库、湖泊和内河的水位自动测量。
仪器的特点是采用声管传输信号，应用空气声学回声测距原理进行水位变化测量的。
程测量的主要方法，用于建立水准网，其中的一个目的是确定水尺零点的高程。
2
9.4 利用水尺进行潮位观测
板书“9.4 利用水尺进行潮位观测”
水尺是目前最普遍、最简便的方法。
9.4.1 观测与记录 板书“9.4.1 观测与记录”
水位观测一般于整点每小时观测一次，在高、低潮前后半小时内，每隔 10 分钟观测一
课程名称：《海洋调查与观测技术》
授课题目（章、节） 本讲目的要求及重点难点：
摘要
第九章 潮位观测 9.3 水准联测 9.4 利用水尺进行潮位观测 9.5 利用浮筒式水位计进行水位观测 9.6 其他验潮仪
【目的要求】掌握水准联测的方法，各种潮位观测方法。
【重 【难
点】掌握各种潮位观测方法。 点】掌握水准联测的方法。
联测，不求出水尺零点相对国家的标准高程网〈国家的标准基面〉中的高度，那么这个零点
就没有什么意义，在潮位观测结束后，这些资料将很难使用。
在水位观测过程中，如由于某种原因水尺的位置发生了变化，要想恢复原来零点，也必
须要与岸上水准点联测才能确定，所以，在潮位观测中水准联测是不可缺少的工作。
所谓水准联测，就是用水准测量的方法，测出水尺零点相对国家标准基面中的高程，从
测量准确度。
尺垫：专门放置水准尺用的，它用生铁铸成，一般为三角形，中央有一突起的半球体，
潮汐观测作业指导书
潮汐观测作业指导书1.观测点的选择观测点应选择在与外海畅通，水流平稳，不易淤积，波浪影响较小的海域；应避开冲刷严重、易坍塌的海岸；在理论最低潮时，水深应大于1m；尽可能利用防波堤、码头、栈桥等海上建筑物。
2.验潮井的设置验潮井是为观测潮汐而专门设置的建筑物。
它的设计，特别是进水管道必须使井内与井外潮位差小于1cm，并具有良好的消波性能。
验潮井的设置应详细记载和归档。
3.水准系统的设置与水准测量3.1水准点的设置观测站应在适当位置设置一个基本水准点和一至两个校核水准点。
基本水准点是观测站永久性的高程控制点。
校核水准点是用于引测和检查水尺零点、读数指针高程的水准点。
基本水准点和校核水准点分别按基本水准标石和普通水准标石的埋设方法埋设，并应采取严格的保护措施，使之不易受到破坏。
水准标石埋设的技术设计、选点、埋设方法和要求按GB12898的规定执行，并详细记载和归档。
3.2水准点的水准测量要求3.2.1基本水准点应按国家三等水准测量要求与国家水准高程系统连测。
3.2.2校核水准点应按国家三等水准测量要求与基本水准点连测。
3.2.3基本水准点与校核水准点启用后每年应复测一次; 两年后若没有发现高程变动，基本水准点每隔四年应复测一次，校核水准点每隔二年应复测一次。
3.2.4水准点的测量按GB 1 2 8 9 8 的有关规定执行，并将各次测量及复测情况详细记载和归档。
3.3潮高基准面的确定3.3.1测站潮高基准面宜采用当地理论最低潮面，简称测站基面。
3.3.2在未确定潮高基准面的测站，可用开始观测时的第一根水尺零点处的水平面或设定的某一水平面临时作为潮高基准面。
在观测一年后，使用所测资料通过推算，确定当地理论最低潮面作为测站潮高基准面3.3.3测站基面一经确定不应轻易变动，测站基面的高程应记载和归档。
3.3.4 测站基面确定后，测站的潮高资料必须订正到测站基面上。
4.井内、井外水尺的设置4.1要求与安装4.1.1井外水尺最小刻度为1cm，尺长累积误差不大于0.5cm。
第九章潮位观测
主要内容
✓潮位观测的基本概念 ✓测站的设置 ✓水准联测 ✓利用水尺进行潮位观测
1
概述
水体的自由表面距离固定基面的高度统称水位 海洋中的水位又称潮位
➢天体引潮力导致的周期性垂直涨落 ➢风、气压、大陆径流等因素引起的非周期变化
2
潮位观测的重要性
•船舶进出港口、海洋和海岸工程设计 •海军水雷布设深度、风暴潮和潮汐预报 •海涂围垦、潮汐发电 •确定平均海平面和深度基准面、潮汐表制作 •海上作战指挥、海底电缆的敷设……
•随季节变化 •随地点变化
➢地理条件、气象因素、海பைடு நூலகம்密度不同导致 ➢全球变暖使得海平面整体呈上升趋势
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四、基准面和水准点与各种潮位的关系
➢潮位是以海面到固定基面的高程表示的 ➢选定观测站后，要确定该测站潮位观测的起算面 （测站基面） ➢绝对基面、假定基面、冻结基面、海图深度基面 ➢水准点：国家高程网的控制点
3. 冻结基面 ➢原测站基面变动，不再使用，将其冻结，称为~ ➢可保持历史资料的连续性
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4. 验潮零点 ➢验潮站水位起算面 ➢验潮零点所在面称为潮高基准面，通常相当于当 地的最低低潮面
验潮零点是确定所有基准面的基础！！！ （最原始的测站基面）
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5. 深度基准面
➢海图水深的起算面 ➢一般确定在最低低潮面附近 ➢各国不同
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我国高程基准面间关系
16
绝对基面：多年平均海平面 问题：平均海平面怎么来的？
某测站测得任意时段的每小时的潮高取 其平均值，称为某测站的、在某一段时 间的平均海平面
潮高？？？
测站基面到自由水面的垂直距离
测站基面！！！
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2. 假定基面 ➢某测站附近没有国家水准点，测站的高程无法与 国家某一水准点联接时，可自行假定一个测站基面， 称为假定基面
10 第九章 潮位观测-2
Chapter 9. Observation of tide level
1
第九章 潮位观测 水体的自由表面距离固定基面的高度统称水位。 海洋中的水位又称潮位。
潮位变化包括在天体引潮力作用下发生的周期性的垂 直涨落，以及风、气压、大陆径流等因子所引起的非 周期变化。故潮位站观测到的水位是以上各种变化的 综合结果。
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第九章 潮位观测
第二节 潮位的水尺观测
三、水准点的设置
为了方便，有时在水尺附近设立临时校准水准点。 临时校核水准点 ： （1）墙水准点设置
利用适于放置水准尺的建筑物(码头，防波堤等)凸出部 分或岩石上，用油漆作上记号，即成为临时墙水准点。
或用铆钉(铁制，头部向上弯曲，尾部呈锯齿状，长度 应大于15cm)钉在坚实的墙上或岩石上，并在其头部顶上 涂上油漆记号，作为临时墙水准点。
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第九章 潮位观测
一、水尺形式
1. 直立式水尺：
第二节 潮位的水尺观测
10
第九章 潮位观测
第二节 潮位的水尺观测
一、水尺形式
2. 倾斜式水尺：
在设置直立水尺有困难的地区，自上而下每隔一定
距离安放支撑物，在其上安放靠物和水尺，也可直接在
岩石或水工建筑物的斜面上涂绘水尺刻度，刻度大小以
能代表垂直高度为准。
• 为了能观测到极值水位，安装测井时井口应高于历年 最高水位1.5 m，井底应低于最低水位1.5~2.0 m。
• 测井底部开4~6个9×9 cm大的进水孔，使测井内外 水面变化保持一致。
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第九章 潮位观测
第三节 验潮井的观测
一、验潮井的设置
（一）岛式验潮井
测井：为了排除波动对水位的影响，
海洋技术概论大作业-大连海事大学海洋科学专业
海浪、潮汐、潮位的观测09海洋科学2班2220092522 王洋生活在海边的人，每天都能看到海水按一定时间作有规律的涨落。
习惯上，人们把白天的海水上涨叫“潮”，夜间的海水上涨叫“汐”。
二者合称潮汐。
人们知道，潮汐是海水受月、日等天体的引力作用而使得海面周期性的涨落，这种海面的升降是和海浪的波动混合在一起的。
对潮汐的观测属于物理海洋学范畴，如今已经发展的比较成熟。
本文主要介绍一些关于潮汐观测发展史，基本原理和观测方法以及当今普遍使用的观测仪器等。
潮汐观测发展史人类对潮汐的观测始于公元前1400年以前，可以分为萌芽时期（公元1400前）、奠基时期（1400-1900）、成长时期（1900-1950）和现代化时期（1950-）四个时期。
萌芽时期人们进行原始的水文观测（水位观测等）并积累了大量水文经验，萌发了水文循环观念。
奠基时期人们发明了观测仪器，开始开展水文测验，应用水文学兴起。
成长时期人们改进了水文计算和预报方法现代化时期又有很多新技术应用进来，包括水文数学模型，地下水模型，水面蒸发和水质模型等潮汐观测技术原理和方法1、潮汐原理：海水白天涨落叫做潮，夜间涨落叫做汐。
我国古书有“大海之水，朝生为潮，夕生为汐”的记载。
引潮力包括月球、太阳等天体，尤其是月球，同时，随着地球、月球和太阳的相对位置发生周期性变化，这种力的作用也呈周期性变化。
月球引力和地球离心力是两种对立的力，两者结合起来产生的合力（矢量和），就是月球使海水发生潮汐现象的力量，称为“月球引潮力”。
太阳的质量大约是月球质量的2700万倍，太阳到地球的平均距离约为月球到地球平均距离的389倍。
因此可以推算出太阳的引潮力和月球的引潮力之比为1:2.18，它所引起的潮汐现象虽不易被单独观测到，但却影响着月潮的大小。
每当农历初一（朔）或十五（望）时，地球、月球、太阳的位置几乎在同一直线上，月球和太阳的引潮力是一致的，两种力量迭加在一起，就使海水出现大潮。
海洋调查方法 第九章 潮位观测
平均海面多年变化
中国沿海海平面变化总体呈波动上升趋势。1980年至2014 年，中国沿海海平面上升速率为3.0毫米/年。2014年，中 国沿海海平面较常年高111毫米，较2013年高16毫米，为 1980年以来第二高位。
1980-2014年中国沿海海平面变化
潮汐是海洋重要的背景运动。
潮汐是海洋中典型的长波。以平均大洋深度4000m计算，半日潮的波长可达 8600km，黄海的波长可达800多km。潮波在大洋中形成，向近海传播，由于 深度变浅，潮汐能量集中，潮差变大，所以近海的潮汐现象明显。北美芬迪 湾最大潮差为15-16米，我国钱塘江最大潮差8-9m。由于潮差大，潮流强，日 夜冲击海岸，泥沙运动，改变航道的深浅，影响近海人类的生产活动和建筑 物的安全。
冻结基面
原测站基面变动，使得以后使用的基面与原测站基 面不同，故原测站基面需冻结下来，不再使用。
潮高基准面
验潮零点所在的面，记录潮高的起算面，其上为正 值，其下为负值。该面通常相当于当地的最低低潮面。
深度基准面
海图水深的起算面。海图深度基准面一般确定在最 低低潮面附近。目前，我国采样的是“理论深度基准面” 作为海图上的深度基准面。
2014年，中国沿海海平 面变化区域特征明显。 与常年相比，渤海湾西 南部、长江口北部和杭 州湾南部沿海海平面上 升明显，上升幅度均超 过150毫米；海南岛沿 海海平面上升幅度次之， 为134毫米；台湾海峡 西部和广西沿海海平面 上升幅度最小，均小于 70毫米。
1980-2014年中国沿海主要海洋站海平面变化
平均海面及其变化
平均海面 将某测站测得任意时段的每小时的潮高取其平均 值，称为某测站的、在某一段时间的平均海面。
潮位观测
面、海图深度基准面等
基本概念
测站基面
绝对基面：一般是以某一测站的多年平
均海平面作为高程的零点，因此，海平 面又叫绝对基面
以这类零点作为测站基面，则该测站的
水位值就是相对绝对基面的高程
基本概念
测站基面
假定基面：某测站附近没有国家水准点
(如海岛或偏僻的地方)，测站的高程无
法与国家某一水准点联接时，可自行假
验潮站设置
水准点设置
水尺设置后，从水尺上读取海面的高度。此高 度是从水尺零点起算的，一旦水尺被撞倒，所 观测的潮位资料及由此计算的平均海面、深度 基准面便没有依据！ 为解决此问题，需在岸上设立固定水准点 (固定 在岩石或水泥桩上)，并求出水尺零点和岸上水 准点之间相对高度。 固定水准点设在测站附近，设置地点要求坚实 稳定，潮水不能淹没，不要设在离铁路、公路 太近和土质松软的地方，以及不坚固的建筑物 上，以免损坏。
选择在海滩坡度大的地方，使水尺位置便于由 岸上进行观测 尽量利用现有码头、防波堤、栈桥等海上建筑 物作为观测点，避开冲刷、淤积、崩坍等使海 岸变形迅速的地方
基本概念
海平面
海平面:测量陆地上人工建筑物和自然物
（如山高）高程的一个起算面,叫做基准面
从1957年起，我国才统一规定青岛验潮站的 多年的平均海平面作为全国高程系统的基准 面,命名为“黄海平均海平面”
海底电缆的敷设、地震预报等具有非常重要
的意义
潮位观测基本概念
潮位变化的一般规律
验潮站站址的选择
海平面与基准面
验潮仪简介
基本概念
潮位变化一般规律
基本概念
验潮站站址的选择
OSM9_潮位观测_3
--由校测时间算起的小时数，如第一小时为1，第 2小时为2…第12小时为12。
例如: 在08点00分笔尖准确地落在08点上，而在20点00分时间，校 核记号落在20点06分处 。可算出18点是05，15点时04 。。。。
7
§9.5 浮筒式水位计潮位观测
3、纪录（HCJ1-2型验潮仪）
纪录的整理
（3） 潮高订正 如校核水尺潮位与潮位仪纪录不符，应根据潮时订正的方法对逐时潮位进行订正。
订正方法：根据时差向前均匀订正。（表9－3）
6
§9.5 浮筒式水位计潮位观测
如时间校核记号与时间坐标差值≥1分钟，则应进行潮时订正。由于验 潮仪记录观测是每隔 12小时校测一次的。故其记录" 潮时订正 "的时间 间隔为12小时，订正值按下式: K= K--订正值，快为负、慢为正。
n--自记钟快(或慢)部分数的绝对值。
§9 潮水尺潮位观测
2.
3.
4.
5.
浮筒式水位计潮位观测
其他验潮仪 验潮井设置参数的选取
6.
7.
1
§9.5 浮筒式水位计潮位观测
自记式水位计有多种，目前国外多用浮筒式和压力式水位计，国内主要使用浮 筒式水位计。
浮筒式水位计是历史上应用最长久的一种水位计，其感应系统通过机械传动作
2
§9.5 浮筒式水位计潮位观测
1、结构及工作原理 机械式纪录装置：钟表部分＋纪录部分 钟表部分：匀速卷动纪录筒；
纪录部分：纪录笔＋纪录纸＋机械传动装置
纪录笔：在纪录纸上纪录潮位随时间的变化； 机械传动装置：将绳轮转动转化为纪录笔的左右运动； 纪录纸：横坐标为潮位，纵坐标为时间，纪录潮位随时间的变化曲线； 在纪录纸上可以读取任一时刻的潮位。
第九章 潮汐和风暴潮
潮汐谱
潮汐预报
• 如果潮汐总能处于平衡状态，那潮汐预报 就要简单的多！ • 在浅海潮汐不可能跟上月亮和太阳的运动 • 在赤道海区，潮汐要在一天内绕地球一 周，需要波动速度为460m/s，这只有对 22km深的海洋才有可能 • 利用沿岸验潮站资料，采用调和分析方 法，可确定各分潮的振幅和相位
对潮汐静力理论的评价
旋转潮波
• 实际海洋中的潮波，可能是前进波、驻波，普遍形式是旋 转潮波，波峰线绕无潮点旋转。 • 同潮时线是从无潮点发出的射线，等振幅线是绕无潮点的 同心圆。 • 无潮点的存在是科氏力的作用；无潮点向湾口的左下方偏 移，是摩擦力的作用。
M2分潮 同潮图
在北半球，一般为顺 时针旋转，南半球相 反。所以与科氏力的 影响有关。另外受地 形影响。
与潮汐有关的天文学知识
• 是什么引起了潮汐？ • 天体引潮力 • 地球是宇宙的中心 吗？ • 天球： 以地球为中心的假想 球
• 天轴：地轴无限延长 • 天极：天轴与天球的交点，分南、北天极
北极星：是一顆属于小熊星座2等星，非常接近天 球北极，看來似乎永遠靜止不動，其他的星就好像 绕着它旋转。 北半球看到的星体运动
分潮符号 （即假想天体符 号）
名称
周期 （平太阳时）
相对振幅 （取Ｍ2＝100 ）
半日分潮 M2 S2 N2 K2 太阴主要半日分潮 太阳主要半日分潮 太阴椭率主要半日分潮 太阴－太阳赤纬半日分潮 全日分潮 K1 O1 P1 Q1 太阴－太阳赤纬全日分潮 太阴主要全日分潮 太阳主要全日分潮 太阴椭率主要全日分潮 浅水分潮 M4 M6 MS4 太阴浅水1/4日分潮 太阴浅水1/4日分潮 太阴、太阳浅水1/4日分潮 6.210 6.140 6.103 23.934 25.819 24.066 26.868 54.4 41.5 19.3 7.9 12.421 12.000 12.658 11.967 100 46.5 19.1 12.7
课件17 水深与潮位测量的原理及方法共52页PPT
课件17 水深与潮位测量的原理及方法
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
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4. 悬锤式水尺安装
适用于水很深、石质底、岸壁 陡峭地区 将水尺固定在横木上，绳索绕 过滑轮，上端伸向水尺板并装有 拉环作为指标，下端吊有重锤， 直抵水面 安装时应估计最低水位，以决 定绳索长度
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观测水位时，先把重锤放下，当锤和水面接触 时，再看指标拉环在水尺板上的读数，即为潮位
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前视标尺 后视标尺
H (ai bi )
i 1
n
B对A的高差： C对B的高差： C对A的高差：
h1 H B H A a1 b1 h2 HC H B a2 b2
h HC H A (H B H A ) (HC H B ) (a1 b1 ) (a2 b2 )
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2. 平均海平面及其变化
某测站测得任意时段的每小时的潮高取其平均值， 称为某测站的、在某一段时间的平均海平面
日平均海平面、月平均海平面、年平均海平面 平均海平面是变化的 •随季节变化
•随地点变化
地理条件、气象因素、海水密度不同导致
全球变暖使得海平面整体呈上升趋势
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四、基准面和水准点与各种潮位的关系
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9.5 利用验潮仪进行潮位观测
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三、海平面与基准面
1. 海平面 验潮站站址选定后，通过大量观测资料可 确定该区域海平面 测量陆地上人工建筑物和自然物高程的 一个起算面，也叫基准面，通过大地测量 水准网相对固定 又称绝对基准面
解放前我国没有统一高程起算零点
1957年起，以青岛验潮站多年的平均海 平面作为全国高程系统的基准面 其他国家也有其各自的高程起算面
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有依托物的安装方法 •若设站地点有码头、堤坝、栈桥、平台、 灯塔等海上建筑物，则可依照具体地形、 地势，将水尺固定在这些人造物的边壁上
对于海滩坡度小而潮差大的地方，需设立 多根水尺，每相邻两根水尺间需重合0.5 m左右，保证潮汐的连续观测
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2. 倾斜式水尺安装
在设置直立水尺有困难的地区 由上而下每隔一定距离，用混凝土做成稳定基 础或打下木桩，再用粗木条固定在基础或木桩上， 然后固定上水尺 用水准仪测量每米水位标记线的位置，再把相 邻两条水位标记线中间的斜距离等分为10或100份
黄海高程基准：青岛大港1950~1956年验 潮资料平均海平面，也称56基面，已废止 1985国家高程基准：青岛大港1952~1979 年验潮资平均海平面，也称85基面
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我国高程基准面间关系
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绝对基面：多年平均海平面
问题：平均海平面怎么来的？ 某测站测得任意时段的每小时的潮高取 其平均值，称为某测站的、在某一段时 间的平均海平面 潮高？？？ 测站基面到自由水面的垂直距离 测站基面！！！
潮高=H-△H
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9.3 水准联测
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要进行验潮，首先要解决水尺零点的高程问题 如果水尺零点不与国家水准网(基准面)联测，不求 出水尺零点相对于国家标准高程网中的高度，那么 这个零点就没有任何意义，观测的资料很难使用
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为什么要起算面？
170 cm 190 cm 180 cm 180 cm
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3. 矮桩式水尺安装
适用于有严重流冰或漂浮物以及有频繁航运的地 方，但不宜用于易淤地区
由若干根牢固地打入海中的矮桩组成，矮桩群的 连线应垂直于海岸线 矮桩露出地面的高度一般为5~20 cm，并用水准 仪测出每根矮桩顶之间的高度差 观测水位时，可将活动水尺放在矮桩顶的圆头钉 上，读取铁钉以上水尺水位，再经过矮桩顶上水 尺之间的换算，即得水位在水尺上的高程
第九章 潮位观测
主要内容
潮位观测的基本概念 测站的设置 水准联测 利用水尺进行潮位观测
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概述
水体的自由表面距离固定基面的高度统称水位
海洋中的水位又称潮位
天体引潮力导致的周期性垂直涨落 风、气压、大陆径流等因素引起的非周期变化
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潮位观测的重要性
•船舶进出港口、海洋和海岸工程设计
•海军水雷布设深度、风暴潮和潮汐预报
测站基面
潮高：测站基面到自由水面的垂直距离 半日潮：高高潮高、低高潮高、低低潮高、 高低潮高
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涨潮时、落潮时、潮周期
涨潮潮差、落潮潮差、潮差
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二、验潮站站址的选择
验潮站的潮汐情况在本海区必须具有代表性 •选择验潮站的主要条件 风浪较小、来往船只较少的地方，能提高观测 准确度，避免水尺被风浪刮倒、船只撞倒 选择海滩坡度大的地方，便于岸上观测水尺位 置：坡度小，潮位升降不易观测 应尽量利用现有码头、防波堤、栈桥等海上建 筑物作为观测点，且应避开冲刷、淤积、崩坍 等使海岸变形迅速的地方
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中华人民共和国水准原点
这座小石屋全部由崂山花岗岩砌成，顶部中央及四角各竖一石柱，雕凿精细，玲珑别致， 室内墙壁上镶一块刻有“中华人民共和国水准原点”的黑色大理石碑，室中有一约2米深 25 的旱井，水袋玛瑙位于旱井底中。小石屋建筑面积8平方米，俄式建筑风格，1954年建成。
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9.2 测站的设置
验潮零点是确定所有基准面的基础！！！ （最原始的测站基面）
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5. 深度基准面
海图水深的起算面 一般确定在最低低潮面附近 各国不同
•英国：最低天文潮面 •美国、瑞典、荷兰：平均低潮面 •中国、俄罗斯：理论深度基准面 •日本：略低低潮面
验潮零点也在最 低低潮面附近
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潮高（m） 大潮高潮 大潮高潮面 小潮高潮面高 小潮高潮高 小潮潮差 大潮高潮高
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一、水准仪的主要结构
主要由望远镜、水准器、脚架等构成 水准器：使望远镜处于水平视线上进行准确读数 脚架：固定水准仪，并能调整其高度
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二、测量基本原理和方法
原理 地面上A点高程为A 点与黄海平均海面的垂 直距离
欲测出B点对于A点的高差，则需在A、B两点 上竖立水准标尺，并在其中间安置水准仪 当视线水平时，读出两标尺上的读数，差值即 为A、B两点的高差
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三、验潮井的设置
短期验潮站只需设立水尺和水准点，而长期验 潮站则要设置验潮井 验潮井是为安装验潮仪而专设的建筑物，按其 建筑结构可分为岛式和岸式
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1. 岛式验潮井
由海面上的支架 、引桥、仪器室和 测井组成 测井：为消除海 面波动对浮筒影响 ，安装消波器 一般在海岸坡度 较缓、水较浅的地 方使用
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进行水尺组观测时，必须掌握时机，选择两支相邻 水尺同时进行观测，每次观测的水位应为两支水尺 观测结果的平均值 水面偶尔落到水尺零点以下时，读数为负值 水尺设立后，即对水尺进行编号 •若观测水尺由于船只碰撞或被大风刮倒，需另设 水尺、水尺零点位置有变动时也需重新编号
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2. 水位换算
不同水尺的观测资料必须换算至同一水位零点上 水位零点一般取离岸最远的水尺零点下1 m左右
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来源：上海市水务局网站-实时水位
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水准联测目的：求出水尺零点、水尺旁边临时水 准点、岸上固定水准点与国家标准基准面之间的 高度关系，以保证获得统一的水位观测资料 水准联测：用水准测量的方法，测出水尺零点 相对国家标准基准面中的高程，从而固定了水位 零点、平均海面及深度基准面的相对关系，也保 证了潮位资料的统一性 水准测量：用水准仪和水准标尺测量两点 之间的高程差的方法
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二、水准点的设置
从水尺零点起算，读取海面的高度
一旦水尺被撞倒，所有资料将失去依据
需在岸上设立固定水准点，并求出水尺零点和水 准点之间的相对高度 水准点是长期保存的 设置固定水准点之后，应与国家水准网进行联测， 求出水尺零点在国家水准网中的绝对高程 为了方便，有时在水尺附近设立临时校准水准点
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9.4 利用水尺进行潮位观测
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临时观测站和没有自记验潮仪的观测站 一、观测与记录 水位观测一般于整点每小时观测一次 高、低潮前后半小时内，每隔10分钟观测一次 •水位变化不正常时，继续10分钟间隔观测直至 正常为止 读取水尺读数时视线应尽可能接近水面 有波浪时，抓紧时机，在小浪时连续读取三个波 峰和三个波谷通过水尺时的读数，取平均作为水尺 读数
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连云港海洋站岛式验潮井
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井外水尺
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2. 岸式验潮井
验潮井的测井、仪器室是在岸上的，有连通海面 的输水管与测井连接
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四、井内外水尺的设置
岛式和岸式验潮井，在建井同时 ，应设立井外校核水尺和井内参证 水尺，以便经常检验验潮仪记录的 准确性 井外水尺：设立方法与直立式水 尺相同，通过水准测量确定水尺零 点相对水准点的距离 井内水尺：以带尺量取高度为已 知的某固定点到水面的距离来测得 潮高
潮位是以海面到固定基面的高程表示的
选定观测站后，要确定该测站潮位观测的起算面 （测站基面） 绝对基面、假定基面、冻结基面、海图深度基面 水准点：国家高程网的控制点
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为什么要起算面？
170 cm 190 cm 180 cm 180 cm
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1. 绝对基面
一般以某一测站的多年平均海平面作为高程零点 青岛零点(基面)、吴淞零点(基面)、 大沽零点(基面) 、珠江零点(基面)、 废黄河口零点(基面) 、 坎门零点(基面) 、罗星塔零点(基面)
小潮高潮
小潮低潮 大潮低潮高
大潮潮差
平均海面
小潮低潮面 大潮低潮面
大潮低潮
小潮低潮高
潮高基准面（海图基准面） 时间（h）
海图水深
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选定观测站后，要确定该测站潮位观测的起算面 （测站基面） 海图深度基面（验潮零点）
水位
绝对基面
水位
可统一到1985国家高程基面
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水准点、水准原点
黄海高程基准面(56基面)和1985国家高程基面
•海涂围垦、潮汐发电