《工程测量学》课件___3-4水位改正和水位观测

一、水位改正

在进行水深测量时，测深仪测得的深度是由瞬时水面起算的，由于水面受水位或潮位的影响不断变化，同一地点在不同水位时测得的水深是不一致的。

因此，必须对测得的水深做水位改正，将测量水深值改正到从规定的深度基准面起算的深度。

测深与高程系统的联系，一般通过水位观测实现。应在水深测量的同时进行水位观测。在水位观测中，可根据测区的特点和测量目的选择深度基准面。

一、水位改正

水位改正——将测量水深值改正到从规定的深度基准面起算的深度。

深度基准面——水下地面点竖向位臵的描述可使用与陆地同样的高程系统，由此得到水下地形图。但有时需用水深描述水下地面点竖向位臵，则得到用等深线表示的水深图或海图。水深计算的起算面称为深度基准面。

水位——指水面相对于某一高程基准面的高程。

水位观测——为确定水位而进行的测量。

水深、高程、深度基准面之间的关系：

若水下某地面点的高程为H

A ，深度基准面位臵的高程为H

，

则该点处的水深值S

A 为：S

＝H

-H

一、水位改正

当内河非感潮河段用于船舶航行、航道维护和航道开发时，深度基准面采用航行基准面。

潮汐长波进入河口后，等到潮波上溯到某一地点，潮流流速正好和河水下泄速度相抵消，潮水停止倒灌，此处称谓潮流界。

在潮流界以上，潮波仍继续上溯，这是由于河水受壅积的结果，但潮波的波高急剧减低，至潮差等于零处为止，称为潮区界。

河口至潮区界的河段即为感潮河段。

一、水位改正海图所载水深的起算面，又称海图基准面，通常取在当地多年平均海面下深度为L 的位臵。

求算海图基准面的原则是：既要保证舰船航行安全，又要考虑航道利用率。由于各国求L 值的方法有所不同，因此采用的深度基准面也不相同。我国在1956年以后采用理论深度基准面。

平均海面

深度基准面

图载水深值L

一、水位改正

理论深度基准面是理论上可能出现的最低潮面，位于平均海水面以下高度为L的平面处。

它是根据８个主要分潮组合可能出现的最低水位，可以根据一定的公式计算求得。

主要太阴半日分潮M

2；主要太阳半日分潮S

；

主要太阴椭率半日分潮N

2；太阴太阳合成半日分潮K

；

太阴太阳合成全日分潮K

1；主要太阳全日分潮O

；

主要太阳全日分潮P

1；主要太阴椭率全日分潮Q

二、水位观测站

为了水深测量时进行水位改正，必须在水深测量时同步进行水位观测工作。为此，需要在测区布设足够的水位观测站。在海洋测量时，水位观测站也称为潮位观测站或验潮站。

黄河水位观测点。

通过这里的水位观测，

向国家防总报汛。

二、水位观测站

水位观测站的类型有以下几种：

（1）长期站。主要用于计算平均水(潮)位面，一般应有两年以上连续观测的水位资料；

（2）短期站。用于补充长期验潮站的不足，与长期验潮站共同推算测区的深度基准面，一般应有30天以上连续观测的水位资料；

（3）临时验潮站。在水深测量时设臵，用于测量项目的水位改正；

（4）海上定点验潮站。至少应在大潮期间（良好海况下）与相关长期站或短期站同步观测1次或3次24h或连续观测15天水位资料，用于推算平均海面、深度基准面以及预报瞬时水位，用于深度测量时的水位改正。

三、水位观测

水位观测一般采用水尺、自动验潮（水位观测）仪或水位计进行。

在用水尺观测水位时，水尺最好固定在直立的码头壁或牢固的桩柱上。设立水尺时，尽量选在避风和便于观测的地方。

水尺设立要求牢固、垂直于水面，高水位不淹没，低水位不干出。当岸滩坡度较缓或因潮差太大，一根水尺不能满足水位观测要求时，可以设立两根或两根以上的水尺，相邻两根水尺应有0.3m的重叠。

三、水位观测

水尺中至少有一根水尺零点与工作水准点之间的高差是用等外水准测定，其它各水尺零点之间的高差可在海面平静时，用水面水准或等外水准方法测定。

水面水准法要求各水尺每隔10min同时进行一次读数，连续读数三次，其高差不超过3cm时，取中数使用，超限者应重测。

三、水位观测

自动验潮仪观测水位时，需预先进行设臵采样时间间隔，可安装在固定的桩柱或码头边。

验潮仪的传感器（探头）从码头边沿垂直放下，记取从码头边沿至潮位仪探头的长度，即可根据码头边沿的高程确定验潮仪的水位零点。

三、水位观测

用水位计观测水位的主要要求：

①使用前，首先检查设备是否有损和腐蚀现象；

②检查取样时间间隔选择开关是否与要求的相一致；

③检查完毕后，根据海区实际情况选择合适的布放方式，将仪器布放到水下；

④记录周期结束后，在磁盘

上注明所用的仪器编号、观测

时间和地点等；

依据水位计提供的转换公

式，将水位计的磁带读数转

换为各时刻的水位。

三、水位观测

水位观测站附近应埋设工作水准点或水准点标志。

工作水准点应设在水尺附近，以便经常检查水尺零点的变动情况。工作水准点应设在高水（潮）位线以上、地质比较坚固稳定、易于进行水准联测的地方。

工作水准点与国家水准点

之间的高差，按四等水准测量

要求，工作前后各测一次，亦

可用GPS高程测量方法测定工

作水准点的高程。

四、河流断面测量观测水位的要求

在河流断面测量中，当测区有显著的水面比降时，应分段设立水尺进行水位观测，按上下游两个水尺读得的水位与距离成正比内插测深时的工作水位。

比降，亦称坡降、坡度。指水面水平距离内垂直尺度的变化，以千分率或万分率表示。

河段水面沿河流方向的高程差与相应的河流长度相比，称之为水面的纵比降。由于地球自转和河道弯曲处离心力的作用，河道横断面的水面也不平，左右岸水面的高程差与之相应断面的河宽之比，称之水面的横比降。

水位观测的时间间隔，一般按测区水位变化的大小而定。当水位的日变化小于10cm时，每次测深前、后各观测一次，取平均值作为测深时的工作水位。在受潮汐影响的河段，每隔10～30min 观测水位一次。

四、河流断面测量观测水位的要求

在编制河流纵断面图和计算水面比降时，需要河流在同一时间的各点水面高程，这些高程通常称为同时水位（或瞬时水位、假定水位）。

两点间的同时水位之差称为落差，它是由于河床高度的变化所产生的水位的差数。

小结：

1、基本概念：水位、水位观测、水位改正、同时水位(瞬时水位、假定水位)；

2、理解“深度基准面”（“航行基准面”、“海图基准面”、“理论深度基准面”）；

3、水位观测的方法：水尺、自动验潮仪、水位计。