10-第九章-潮位观测-2

潮位观测第九章Chapter9.Observationoftidelevel1第九章潮位观测2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。第九章潮位观测3潮位观测中的基本知识第一节潮位的水尺观测验潮井的观测自动验潮仪第二节第三节第四节第五节水准联测第六节海平面变化第七节遥感观测第九章潮位观测4潮位的水尺观测第二节第九章潮位观测第二节潮位的水尺观测5一、水尺形式验潮站设置主要涉及到水尺、水准点和验潮井水尺是验潮站观测的基本设备第九章潮位观测第二节潮位的水尺观测6一、水尺形式水尺是验潮观测的基本设备，历史悠久，在明清时就已使用。其设立方法按形式分别为直立式、倾斜式、矮桩式和悬臂式四种。第九章潮位观测第二节潮位的水尺观测7一、水尺形式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。第九章潮位观测第二节潮位的水尺观测8一、水尺形式1.直立式水尺：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。第九章潮位观测第二节潮位的水尺观测9一、水尺形式1.直立式水尺：直立式水尺的安放根据安放水域的底质采取方法不同。（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。第九章潮位观测第二节潮位的水尺观测10一、水尺形式1.直立式水尺：第九章潮位观测第二节潮位的水尺观测11一、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。第九章潮位观测第二节潮位的水尺观测12一、水尺形式2.倾斜式水尺：倾斜式水尺的优点是不易被洪水和漂浮物冲毁。第九章潮位观测第二节潮位的水尺观测13一、水尺形式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。第九章潮位观测第二节潮位的水尺观测14一、水尺形式3.短桩式水尺：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。第九章潮位观测第二节潮位的水尺观测15一、水尺形式4.悬臂式水尺：适用于水很深、石质底、岸壁陡峭的地区，在江河封冻无法设立木桩式水尺时，也采用此法。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。第九章潮位观测第二节潮位的水尺观测16一、水尺形式4.悬臂式水尺：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。第九章潮位观测第二节潮位的水尺观测17二、利用水尺进行潮位观测（一）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分钟观测一次；在水位变化不正常的情况下，要继续按10分钟间隔观测直到正常为止。观测的水尺读数记入正式手册。切不可心记或记在零碎纸头上再填入手簿，很容易造成差错。第九章潮位观测第二节潮位的水尺观测18二、利用水尺进行潮位观测（一）观测与记录在读取水尺读数时，应尽可能使视线接近水面，在有波浪时，连续读取三个波峰和三个波谷通过水尺时的读数并取其平均值。第九章潮位观测第二节潮位的水尺观测19二、利用水尺进行潮位观测（二）水位换算一般验潮站都有两根以上的水尺，因此必须将不同水尺的观测资料，换算至同一水位零点上。水位零点一般取离岸量远那根水尺零点下1m左右。第九章潮位观测第二节潮位的水尺观测20二、利用水尺进行潮位观测（三）几种特殊情况处理•水尺损坏，而在短时间内不能恢复；•海面高于最高水尺；•海面低于最低的一根水尺无法进行观测时，怎么办？第九章潮位观测第二节潮位的水尺观测21二、利用水尺进行潮位观测（三）几种特殊情况处理特殊情况下，处置方法如下：在岸边刻上海面所在的位置，并记上时间，待适当时刻进行水准测量，求出此时海面在水位零点上的高度。可以准备几条一米左右的木板和小竹片作成的小水尺。小水尺必须与另一根水尺有段重叠带，以便进行水位换算，小水尺不能长久的代替大水尺，必须抓紧时间设立新水尺。第九章潮位观测第二节潮位的水尺观测22二、利用水尺进行潮位观测（三）几种特殊情况处理特殊情况下，处置方法如下：也可以用水准仪直接求得水准点与某时潮面的高程，再经过水位换算求出潮面在水位零点在上的高度。第九章潮位观测第二节潮位的水尺观测23三、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。第九章潮位观测第二节潮位的水尺观测24三、水准点的设置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。第九章潮位观测第二节潮位的水尺观测25三、水准点的设置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。第九章潮位观测第二节潮位的水尺观测26三、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。第九章潮位观测第二节潮位的水尺观测27三、水准点的设置临时校核水准点：(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。第九章潮位观测28验潮井的观测第三节第九章潮位观测第三节验潮井的观测29•短期验潮站只需设立水尺和水准点。对于长期验潮站来说，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。第九章潮位观测第三节验潮井的观测30一、验潮井的设置（一）岛式验潮井由海面上的支架、引桥、仪器室和测井组成。第九章潮位观测第三节验潮井的观测31一、验潮井的设置（一）岛式验潮井第九章潮位观测第三节验潮井的观测32一、验潮井的设置（一）岛式验潮井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。第九章潮位观测第三节验潮井的观测33一、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，测井内必须安设消波器(通常采用漏斗形消波器)。消波器第九章潮位观测第三节验潮井的观测34一、验潮井的设置（一）岛式验潮井测井：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。第九章潮位观测第三节验潮井的观测35一、验潮井的设置（一）岛式验潮井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。第九章潮位观测第三节验潮井的观测36一、验潮井的设置（一）岛式验潮井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。第九章潮位观测第三节验潮井的观测37一、验潮井的设置（一）岛式验潮井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。连云港海洋站岛式验潮井井外水尺第九章潮位观测第三节验潮井的观测38一、验潮井的设置（二）岸式验潮井岸式验潮井的测井、仪器室是设计在岸上的，有连通海面的输水管与测井连接。第九章潮位观测第三节验潮井的观测39一、验潮井的设置（二）岸式验潮井•一般情况下，岸式验潮井测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。第九章潮位观测第三节验潮井的观测40一、验潮井的设置（二）岸式验潮井•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。•管口可用网包着以防泥沙堵塞输入管。第九章潮位观测第三节验潮井的观测41一、验潮井的设置（二）岸式验潮井第九章潮位观测第三节验潮井的观测42一、验潮井的设置（三）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。通常设立这样两根校对水尺：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。第九章潮位观测第三节验潮井的观测43一、验潮井的设置（三）井内外水尺的设置•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。第九章潮位观测第三节验潮井的观测44一、验潮井的设置（三）井内外水尺的设置井内水尺安装有两种方法：•带形玻璃纤维软尺作为测量标尺，具有伸缩小，读数准确方便的优点。滑轮安装位置要求其浮筒和平衡锤不与验潮仪的浮筒和平衡锤相撞的条件，其固定地点可根据仪器室情况放在屋顶墙壁或仪器桌上。第九章潮位观测第三节验潮井的观测45一、验潮井的设置（三）井内外水尺的设置井内水尺安装有两种方法：•铜丝塑料线或钢丝绳作为测量标尺，可直接与验潮仪浮子系统并用，省去一套浮筒，平衡锤和滑轮，安装方便，尤其适用于测井直径较小，无法容纳两组浮筒的验潮井。第九章潮位观测第三节验潮井的观测46二、利用浮筒式水位计进行水位观测自记水位计，按工作原理可分为：浮筒式水位计、压力式水位计和声学式水位计。我国多