華北理工海洋調(diào)查與觀測(cè)技術(shù)教案第14講 潮位觀測(cè)

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課程名稱：《海洋調(diào)查與觀測(cè)技術(shù)》第14周，第14講次

摘要

授課題目（章、節(jié)）

第九章潮位觀測(cè)

9.3水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)

9.4利用水尺進(jìn)行潮位觀測(cè)

9.5利用浮筒式水位計(jì)進(jìn)行水位觀測(cè)

9.6其他驗(yàn)潮儀

本講目的要求及重點(diǎn)難點(diǎn)：

【目的要求】掌握水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)的方法，各種潮位觀測(cè)方法。

【重點(diǎn)】掌握各種潮位觀測(cè)方法。

【難點(diǎn)】掌握水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)的方法。

內(nèi)容

【本講課程的引入】驗(yàn)潮站設(shè)置好之后，就要進(jìn)行潮位觀測(cè)了。

【本講課程的內(nèi)容】

第九章潮位觀測(cè)板書“第九章潮位觀測(cè)”

9.3水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)板書“9.3水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)”

要進(jìn)行驗(yàn)潮，首先要解決水尺零點(diǎn)的高程問題，如果水尺零點(diǎn)不與國(guó)家水準(zhǔn)網(wǎng)〈基面〉聯(lián)測(cè)，不求出水尺零點(diǎn)相對(duì)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)高程網(wǎng)〈國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)基面〉中的高度，那么這個(gè)零點(diǎn)就沒有什么意義，在潮位觀測(cè)結(jié)束后，這些資料將很難使用。

在水位觀測(cè)過程中，如由于某種原因水尺的位置發(fā)生了變化，要想恢復(fù)原來零點(diǎn)，也必須要與岸上水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)才能確定，所以，在潮位觀測(cè)中水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)是不可缺少的工作。

所謂水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)，就是用水準(zhǔn)測(cè)量的方法，測(cè)出水尺零點(diǎn)相對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)基面中的高程，從而固定水位零點(diǎn)、平均海面及深度基準(zhǔn)面的相互關(guān)系，也就保證了潮位資料的統(tǒng)一性。

9.3.1水準(zhǔn)儀的主要結(jié)構(gòu)及作用原理板書“9.3.1水準(zhǔn)儀的主要結(jié)構(gòu)及作用原理”

水準(zhǔn)儀是在17～18世紀(jì)發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡和水準(zhǔn)器后出現(xiàn)的，建立

水平

視線測(cè)定地面兩點(diǎn)間高差的

儀器

。水準(zhǔn)儀構(gòu)成主要有望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器及腳架三部分。

水準(zhǔn)器：管水準(zhǔn)器和圓水準(zhǔn)器。

腳架：固定水準(zhǔn)儀，并且能伸縮調(diào)整水準(zhǔn)儀的高度以便于觀測(cè)。

水準(zhǔn)尺：水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)使用的標(biāo)尺。雙面水準(zhǔn)尺一面漆成每隔lcm的黑白間隔，稱為黑白面；另一面漆成每隔1cm的紅白間隔，稱為紅白面。每根標(biāo)尺的黑面從零米開始，而紅面不是從零開始，一根是從4.687m開始，另一根從4.787m開始。它稱為標(biāo)尺的常數(shù)，用來檢查測(cè)量準(zhǔn)確度。

尺墊：專門放置水準(zhǔn)尺用的，它用生鐵鑄成，一般為三角形，中央有一突起的半球體，下方有三個(gè)支腳。用時(shí)將支腳牢固地插入土中，以防下沉，上方突起的半球形頂點(diǎn)作為豎立水準(zhǔn)尺和標(biāo)志轉(zhuǎn)點(diǎn)之用。

9.3.2測(cè)量的基本原理和方法板書“9.3.2測(cè)量的基本原理和方法”

水準(zhǔn)測(cè)量就是用水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)標(biāo)尺測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間的高程量（或稱高量）的方法。它是高程測(cè)量的主要方法，用于建立水準(zhǔn)網(wǎng)，其中的一個(gè)目的是確定水尺零點(diǎn)的高程。

同學(xué)們就唐山沿海地形討論，看哪里適合建設(shè)驗(yàn)潮站？

9.4利用水尺進(jìn)行潮位觀測(cè)

板書“9.4利用水尺進(jìn)行潮位觀測(cè)”

水尺是目前最普遍、最簡(jiǎn)便的方法。

9.4.1觀測(cè)與記錄板書“9.4.1觀測(cè)與記錄”

水位觀測(cè)一般于整點(diǎn)每小時(shí)觀測(cè)一次，在高、低潮前后半小時(shí)內(nèi)，每隔10分鐘觀測(cè)一次，在水位變化不正常的情況下，要繼續(xù)按10分鐘間隔觀測(cè)直到正常為止。觀測(cè)的水尺讀數(shù)記入正式手冊(cè)。在讀取水尺讀數(shù)時(shí)，應(yīng)盡可能使視線接近水面，在有波浪時(shí)，連續(xù)讀取三個(gè)波峰和三個(gè)波谷通過水尺時(shí)的讀數(shù)并取其平均值。

9.4.2水位換算板書“9.4.2水位換算”

一般驗(yàn)潮站都有兩根以上的水尺，因此必須將不同水尺的觀測(cè)資料，換算至同一水位零點(diǎn)上，水位零點(diǎn)一般取離岸量遠(yuǎn)那根水尺零點(diǎn)下1m左右。

9.4.3幾種特殊情況的處理方法板書“9.4.3幾種特殊情況的處理方法”

假如水尺損壞，而在短時(shí)間內(nèi)不能恢復(fù)，或者海面高于最高水尺，或者海面低于最低的一根在尺而無法進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，處置方法如下：

1）在岸邊刻上海面所在的位置，并記上時(shí)間，待適當(dāng)時(shí)刻進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，求出此時(shí)海面在水位零點(diǎn)上的高度。

2）也可以準(zhǔn)備幾條一米左右的木板和小竹片作成的小水尺。小水尺必須與另一根水尺有段重疊帶，以便進(jìn)行水位換算，小水尺不能長(zhǎng)久的代替大水尺，必須抓緊時(shí)間設(shè)立新水尺。

3）也可以用水準(zhǔn)儀直接求得水準(zhǔn)點(diǎn)與某時(shí)潮面的高程，再經(jīng)過水位換算求出潮面在水位零點(diǎn)在上的高度。

9.5利用浮筒式水位計(jì)進(jìn)行水位觀測(cè)

板書“9.5利用浮筒式水位計(jì)進(jìn)行水位觀測(cè)”

自記水位計(jì)的類型很多，按其工作原理可分為；浮筒式水位計(jì)、壓力式水位計(jì)和聲學(xué)式水位計(jì)。我國(guó)多采用浮筒式水位計(jì)。

9.5.1HCJ1-2型驗(yàn)潮儀結(jié)構(gòu)和工作原理板書“9.5.1HCJ1-2型驗(yàn)潮儀”

HCJ1-2型驗(yàn)潮儀是用于測(cè)量潮位的連續(xù)自記儀器，整個(gè)儀器由浮動(dòng)系統(tǒng)和記錄裝置兩個(gè)基本部分組成，浮動(dòng)系統(tǒng)主要由繩輪、鋼絲繩、平街錘、浮筒等組成。

繩輪、鋼絲繩連接平衡錘與浮筒，繩輪隨浮筒的升降而轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)浮筒隨海面上升時(shí)，繩輪帶動(dòng)記錄筒作順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，反之，則作逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

平衡錘對(duì)于浮筒起平衡作用。

記錄裝置分鐘表系統(tǒng)和記錄部分，鐘表部分由時(shí)鐘、鐘輪、鐘鋼絲輪、鐘鋼絲錘等組成。

鐘鋼絲通過導(dǎo)向輪連接鐘鋼絲輪與鐘重錘，用專用扳手給鐘輪上弦后，使自記鐘帶動(dòng)記錄部分的筆架、記錄筆，使記錄筆尖自右向左均勻移動(dòng)，24小時(shí)之內(nèi)從右端8時(shí)移至左端8時(shí)，在記錄紙筒隨海面升降而轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，通過記錄裝置的自記筆自動(dòng)地畫出潮位曲線。

9.5.2儀器的安裝和使用板書“9.5.2儀器的安裝和使用”

1、儀器安裝在儀器室的工作臺(tái)上，并保持水平；2、上鋼絲繩；3、加注墨水；4、上記錄紙；5、時(shí)間校準(zhǔn)。

9.6其他驗(yàn)潮儀板書“9.6其他驗(yàn)潮儀”

9.6.1安德拉水位計(jì)板書“9.6.1安德拉水位計(jì)”

水位記錄儀(WLR-WalerLevelRecorde)是為記錄海洋潮位而特別設(shè)計(jì)的，通常放置于海底，在規(guī)定時(shí)間間隔內(nèi)，測(cè)量并記錄壓力、溫度和鹽度，然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算出水位的變化。儀器由一個(gè)高準(zhǔn)確度的壓傳情感器、電子線路板、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、電源、圓柱壓力桶組成。

9.6.2聲學(xué)水位計(jì)板書“9.6.2聲學(xué)水位計(jì)”

本儀器適用于無驗(yàn)潮井場(chǎng)合的潮位觀測(cè)，為港口調(diào)度、導(dǎo)航及港口建設(shè)隨時(shí)提供現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，也可用于沿海臺(tái)站的常規(guī)長(zhǎng)期潮位觀測(cè)及水庫(kù)、湖泊和內(nèi)河的水位自動(dòng)測(cè)量。

儀器的特點(diǎn)是采用聲管傳輸信號(hào)，應(yīng)用空氣聲學(xué)回聲測(cè)距原理進(jìn)行水位變化測(cè)量的。

9.6驗(yàn)潮井的設(shè)置板書“9.6驗(yàn)潮井的設(shè)置”

驗(yàn)潮井是提供長(zhǎng)期定點(diǎn)驗(yàn)潮的固定、可靠設(shè)施，衡量驗(yàn)潮井的優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)通常用消波性和隨潮性來判別。

對(duì)于整個(gè)驗(yàn)潮并來說，消波性和隨波性直接相關(guān)的是驗(yàn)潮井的進(jìn)水孔，若進(jìn)水孔設(shè)計(jì)得過大，則濾波性能差，自記曲線將出現(xiàn)很寬的帶狀記錄，這樣觀測(cè)得出的潮位值既不準(zhǔn)確又給資料的整理帶來了閑難。

反之，進(jìn)水孔孔設(shè)計(jì)得過小，濾波性能是增強(qiáng)了，