华北理工海洋调查与观测技术教案第13讲 潮位观测2

1课程名称：《海洋调查与观测技术》第13周，第13讲次摘要授课题目（章、节）第九章潮位观测9.2测站的设置本讲目的要求及重点难点：【目的要求】掌握验潮站的设置及使用的仪器。【重点】掌握验潮站的设置。【难点】掌握验潮站使用的仪器。内容【本讲课程的引入】在验潮站站址确定之后，就要考虑验潮站的设置。【本讲课程的内容】第九章潮位观测板书“第九章潮位观测”9.2测站的设置板书“9.2测站的设置”验潮站的设置，主要涉及水尺、水准点和验潮井设置。9.2.1水尺设置及其维护板书“9.2.1水尺设置及其维护”水尺是验潮观测的基本设备，历史悠久，在明清时就已使用，其设立方法按型式分别为直立式、倾斜式、矮桩式和悬臂式四种。1、直立式水尺：一般由靠桩和水尺板两部分组成。靠桩有木桩、混凝土桩，水尺板由木板、搪瓷板或塑料板做成，宽约10-15cm，厚约5-10cm，白色。直立式水尺的安放根据安放水域的底质采取方法不同。（1）开放水域安装：底质为泥沙等较软时，将水尺与靠桩固定在一起，然后将靠桩打入水海底0.5-1m。如海底为坚硬岩石或礁石，先将水尺与水泥沉石浇注在一起后放入海中。（2）有依托物的海区：在码头、栈桥、堤坝、平台、灯塔等海上建筑物时，可将水尺按照地形、地势安装在这些建筑物上，注意安放在不易被损坏的地方。(3)对于海滩坡度小且潮差又大的地方：设立两根以上的水尺。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。倾斜式水尺的优点是不易被洪水和漂浮物冲毁。3、短桩式水尺：适用于有严重流冰和漂浮物以及有频繁航运的地方。由若干根牢固地打入海中的矮木桩组成。短桩群的连线应垂直于海岸线。矮桩露出地面的高度一般为5~20cm，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头钉上。读取铁钉以上水尺的水位，再经过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)放下，当锤和海水表面接确时，再看指标拉环对在水尺板上的读数,此时的读数就是当时的潮位。同学们就唐山沿海地形讨论，看哪里适合建设验潮站？29.2.2水准点的设置板书“9.2.2水准点的设置”水尺设置之后，即可从水尺上读取海面的高度。这个高度是从水尺零点起算的，一旦水尺被撞倒，那么所观测的潮位资料以及由此计算的平均海面、深度基准面便没有依据。为了解决这个问题，需要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。由于水准点是长期保存的，即使撤销了水尺，也能够知道水尺零点、平均海面和深度基准面的位置。而且在验潮期间，可以用来经常检查各水尺零点有否变动，即使另设水尺也可以保证前后资料的统一性。设置固定水准点之后，应与国家水准网的水准点进行联测。求出水尺零点在国家水准网中的绝对方程，而且需要长期保存。固定水准点应设在测站附近，设置地点要求坚实稳定，潮水不能淹没，不要设置在离铁路、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。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。(2)木桩水准点的设置:在土层覆盖很厚的地区，可设置木桩作为临时水准点，木桩水准点的顶部做成半菱角形的尺座，尺座上钉以带球形帽的钉作为标点。9.2.3验潮井的设置及其维护板书“9.2.3验潮井的设置及其维护”短期验潮站只需设立水尺，水准点，对长期验潮站来说，还需要设置验潮井。验潮井是为安装验潮仪而专设的建筑物。验潮井按其建筑结构形式可分岛式和岸式两种。(1)岛式验潮井岛式验潮井系由建筑在海面上支架、引桥、仪器室和测井组成。测井是为了消除海面波动对浮筒的影响而设置的。设置时，可采用钢筋混凝土、铸铁管、钢管、硬质塑料管和玻璃钢等作为井筒材料，内径一般为0.7~1.0m。不得小于0.5m。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1.5m，井底应低于最低水位1.5~2.0m。测井底部开4~6个9×9cm大的进水孔，使测井内外水面变化保持一致。为了排除波动对水位的影响，测井内必须安设消波器(通常采用漏斗形消波器)。消波器上口安装高度应在历年最低水位以下0.5m处。消波器进水管口径不能过小，也不能过大。其口径过小容易被泥沙或其他杂物堵塞，其口径过大则达不到消波作用，在实际工作中，消波器进水管口径一般与测井的截面积成1/500比例。如测井直径为1m，则按上式计算，消波器进水孔直径为4.5cm。仪器室是安装验潮仪记录装置的地方。面积约2×2m2左右，建筑要求坚固、隔热、通风、防湿。其顶部最好安装排气装置，以保证验潮仪正常运转。仪器室一般建造在测井之上。引桥是验潮井与陆岸连结的桥。在不能利用现有海工建筑物安装的验潮井，一般需建引桥。建引桥时，桥面高度应高于历史最高潮2m，宽不小于0.7m，其强度应能抗击该地出现的最大波浪。桥面两侧安装坚实的栏杆。3岛式验潮井一般在海岸坡度较缓、而且水深较浅的地方使用。同时在离岸不甚远的陆地上可找到当最高水位时也不被海水淹没的地点。（2）岸式验潮井验潮井的测井、仪器室是设计在岸上的，而有连通海面的输水管与测井连接。这样设计的测井，称岸式验潮井。一般情况下，岸式验潮井井口比岛式验潮井高出0.5m，井底低于岛式验潮井1.0~1.5m。井径一般为1m，最小不得小于0.8m，并在内壁上安装固定脚蹬。在测井上端高于最高水位1m处，要开一个直径为20cm左右的排气孔，并用管道连通至仪器室外，以排除井内湿气。输水管是连通井外和井内水体的设备，其内端口应在井底上约1m处，向外海倾斜坡度约百分之五。长度通常以不超过20m为宜。否则将会带来安装和排淤的困难。输水管在外海一端管口高度应低于最低水位1.0~1.5m，管口应固着在海底之上但不能触及海底，管口端最好安装用法兰盘相连接的向下弯的直角弯口。另外，管口可用网包着以防泥沙堵塞输入管。9.2.4井内外水尺的设置板书“9.2.4井内外水尺的设置”验潮仪所测的潮高的准确性是用校对水尺来检验的。通常设立两根校对水尺，在验潮井外的海边设一根水尺(或水尺组)，称为井外水尺，在验潮井内设一根水尺，称为井内水尺。井外水尺的设立方法与上节所讲的设立方法相同，其水尺零点在工作水准点下的距离通过水准测量为已知。井内水尺是以带尺(或测绳)量取高度为已知的某固定点到水面的距离来测得潮高的。它由带尺(或测绳)、滑轮、浮筒和平衡锤组成。井内水尺安装有两种方法：一是用带形玻璃纤维软尺作为测量标尺，二是用多股铜丝塑料线(或钢丝绳)作为测量标尺。【本讲课程的小结】本讲课程主要介绍了验潮站的设置及使用的仪器。【本讲课程的作业】简答题：简述验潮站站址的选择条件。