2022年2022年利用压力式水位计开展临时观测潮位的方法.pdf

利用压力式水位计开展临时观测潮位的方法吕富良（国家海洋局北海预报中心，青岛，266033）摘要：在海洋开发、港口建设、海洋环境评价等缺少潮汐资料的岸段，为了解当地潮汐变化，推断建设海域的潮汐规律，应建立临时验潮观测点本文详细介绍了临时验潮观测点选址、压力式水位计保护辅助测量装置制作和测量计算观测点的潮高基准面高程等方法关键词： 验潮观测点，压力式水位计，辅助测量装置，潮高基准面高程1 引言潮位观测是海洋环境监测中十分重要的观测项目之一，通常采用浮子式、压力式、声学式等验潮仪或水尺进行观测获取准确的潮位资料，对了解当地的潮汐类型、变化规律和水位变化等要素以及防灾减灾和海洋工程建设等具有重要意义压力式水位计因其工作原理和观测方式，目前在海洋站潮汐观测项目上还没有被普遍使用，大多数海洋站都建有专门的验潮井，采用浮子式验潮仪来进行潮位观测，以保证获得长期的、连续的和准确的潮位监测资料但是在漫长的海岸线上正规验潮站点数量极为有限，观测的潮汐数据不能精确表现远距离海港、海湾和地区的潮汐变化为适应海洋开发、港口建设、海洋环境评价等需要，在缺少潮汐资料的近岸海洋工程建设地段， 可因地制宜根据需要建立临时潮汐观测点，获取当地潮位资料，以对工程建设提供需要。

浮子式验潮仪成本太高，声学式验潮仪因体积较大而不易安装，水尺观测依靠人工读数、数据少精度不够 相比而言， 压力式水位计因其体积小、安装方便， 能获取较精确的高时间密度的数据，而在临时监测工作中广为使用本文作者在东营市海堤建设、青岛市警戒潮位测定、胶州湾防风暴潮灾害研究等海洋工程建设外业工作中，多次安装使用过压力式水位计，进行临时潮位观测，获取了当地潮汐数据，并通过对较短的时间内获取的潮位资料进行分析，推断出建设海域的潮汐规律，满足了有关工程需要文中将以600LS压力式水位计为例，对观测站点选择、安装方法、数据处理、注意事项等进行详细地介绍2 原理与方法2.1 压力式水位计600LS水位计是透气式应力传感器，体积较小，内置4 节 5 号碱性电池，可放入5cm直径的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 测井中测量水位、流量、海水温度和电导率在潮汐观测使用前首先应进行压力标定，方法是将其放到水面上方处，将水位计与计算机用串口连接，利用其专用软件进行压力修正。

压力修正后，再设定采样时间间隔、采样开始时间、存储文件名等，即可进行工作仪器工作时，可以利用实时查询菜单随时查看实时观测的数据2.2 观测站点选择方法根据《海滨观测规范》要求，潮汐观测点一般应选在岸基比较固定，与外海畅通、水流平稳、波浪影响较小、不宜坍塌淤积的岸段，所设潮汐观测点的最低潮时水深应大于1.0 米由于有的海洋工程建设地段一般都处在浅水区，潮间带宽，很难找到合适的观测点，考虑到海水的流动性和区域代表性，选点时可扩大到左右几公里范围内寻找，尽量选择渔港码头、岸边养殖区基础设施、大潮不会淹没的岸边岩石，或利用孤岛、海上大桥等不易受浪冲击、人为损坏的地方设立潮汐观测点2.3 简易测量辅助设施制作方法选定观测点后，接下来需要了解当地的最大潮位线、低潮线和主要受大浪冲击方向，现场勘查安装点的海底地质情况，利用现场地形确定安装设计方法为防止水位计损坏和丢失，保证所获取数据的连续性和准确性，必须安装简易测量辅助设施对其进行保护辅助设施应根据水位计的长短、直径大小进行制作在易受大浪拍击和人为破坏处，建议采用钢管材质的辅助测量装置；在受海浪冲击小，较为安全的岸段，可采用 PVC等轻便、不易变形的塑料管材料制作。

安装辅助测量装置时，应在其底端制做两个支脚，根据地质情况决定支脚的长短，支脚要牢固地插入海底泥土或岩石缝隙中，以保证辅助测量装置不会移动，在其底部截面处制作成箅子装，既能防止水位计脱落，又可以保证水体的自由交换为防止辅助测量装置的底端插入海底太深，造成底部堵塞，可在其底端上间隔一定距离钻几个进水孔，使管内的水既有很好的消波性又有良好的随潮性在辅助测量装置底部与海底接触牢固后，沿着地形将辅助测量装置与岩石等分段焊接牢固，分段焊接时同时考虑日后收放水位计和更换电池的便利性，如600LS水位计是有线传感器，带有专用线缆，在测量装置顶部（岸边）则应考虑加工制作存储箱，以存储多余线缆和保护线缆接头，防止海水浸入、腐蚀，也保证线缆中透气管与传感器的连通如使用不带线缆、密封较好的自容式传感器，仅将测量装置底部固定牢固、便于收取、更换电池即可测量装置架设完成后就可以将水位计沿管壁慢慢放入到管子底部固定位置，在更换电池或检名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 传感器线缆保护管保护箱图 1 设备安装工作示意图修时都应放到此固定位置，保证获取潮汐数据的统一。

图1 为辅助测量装置示意图2.4 潮高基准面高程测量水位计测量的数值仅仅是传感器和某一时刻水面的相对高度值，并非真正意义上的潮位值为得到真正的潮位值，必须进行高程测量，以确定水位计传感器的海拔高程即观测点的潮高基准面高程见图 2 高程测量示意图）测量水位计传感器的海拔高程有两种方法，水准测量法和GPS测量法（需要有基站联网支持）测量时，首先应在潮汐测点附近确定或埋设一固定标志点B做临时水准点之用，使用水准测量法时，要通过当地测绘部门或工程建设方找到就近的水准点A （三等以上水准） ，按三等水准测量要求对确定或埋设标志点B 进行水准测量，计算求出标志点B 的海拔高程 GPS测量法则需聘请专业测量人员直接在B点测量，通过相关基站信息数据计算出B点的高程，此法在没有基站联网的偏远地区不适用B 点的高程确定后应记录在案，再选取海面较为平静之日，在海水中岩石上选取某一固定点C 用水准测量法测量其高程，同时读取某一时刻水面在标尺杆上的读数C0，C 点的高程加上读数C0即为某一时刻海面高程Hw ，记录当时时间和对应的海拔高程，为保证所测量数据准确客观，可选取不同时间多次读取标尺杆上的读数C0，以便计算潮高基准面时取平均值。

测量完毕后，通过水位计回放对应时间的监测数据Ht，用当时水面的高程Hw减去所测量的数值Ht，即可得到传感器的海拔高程，也就是此次测量的潮高基准面高程H0具体潮高基准面高程测量和计算步骤如下：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 测量 B点高程： HB=HA－ HAB测量某一时刻水面高程：HC= HB-HBCHw= HC +C0确定潮高基准面高程：H0= Hw－Ht 3 结束语潮位资料是各种海洋开发、海岸工程建设和有关研究评价的重要基础数据建立临时潮位观测点的目的是为了获取精确可靠的潮位数据，本文作者多次参与这项工作，在临时验潮观测点选址、压力式水位计保护辅助测量装置制作和潮高基准面高程测量方法等方面积累了一定的实际经验，期待与有关专家进一步的交流参考文献1.《国家三、四等水准测量规范》（GB/T 12898-2009） ，第 5、7 章，国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会发布，中国标准出版社出版2.《海滨观测规范》(GB/T14914-2006) ，第 5 章，国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会发布，中国标准出版社出版B 传感器某一时刻水面平均海平面A C0潮高基准面H0Hw海水中固定点HAHBHCHtC 图 2 潮高基准面高程测量示意图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - - 。