第九章 潮位观测9.1 潮位及潮位观测意义9.2 潮位观测的基本概念9.4 利用水尺进行潮汐观测9.5 利用浮筒式水位计进行水位观测9.3 潮位观测方法9.6 其他验潮仪潮位水体的自由水面距离固定基面的高度统称为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、大陆径流等因素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9.1 潮位及潮位观测意义潮汐是海洋重要的背景运动潮汐是海洋中典型的长波以平均大洋深度4000m计算，半日潮的波长可达8600km，黄海的波长可达800多km潮波在大洋中形成，向近海传播，由于深度变浅，潮汐能量集中，潮差变大，所以近海的潮汐现象明显北美芬迪湾最大潮差为15-16米，我国钱塘江最大潮差8-9m由于潮差大，潮流强，日夜冲击海岸，泥沙运动，改变航道的深浅，影响近海人类的生产活动和建筑物的安全潮位观测意义确定平均海平面和深度基准面沿岸潮位变化直接关系到船舶进出港口海洋和海岸工程设计（防波堤、港口码头设计，海涂围垦、潮汐发电、海底电缆的敷设）海上作战指挥（海军的水雷布设深度）潮汐和风暴潮汐预报（潮汐表制作）地震预报长期的气候变化（海平面的变化）9.2 潮位观测的基本概念潮汐要素海平面基准面水准点高潮、低潮涨潮、落潮平潮、高潮时、高潮水位停潮、低潮时、低潮水位高高潮高、低高潮高低低潮高、高低潮高涨潮时、落潮时、潮周期涨潮潮差、落潮潮差、潮差潮汐要素海平面海的平均高度。
指在某一时刻假设没有潮汐、波浪、海涌或其他扰动因素引起的海面波动，海洋所能保持的水平面基准面基准面这个基准面是通过大地测量的水准网来相对固定的海平面是测量陆地上人工建筑物和自然物（如山高）高程的一个起算面这个起算面也叫作海拔高度海拔高度也称绝对高度，就是也称绝对高度，就是某地与海平面的高度差某地与海平面的高度差在验潮站站址确定以后，通过大量的观测资料，就可确定该区域海平面每个国家或地区都有自己规定的基准面：美国以波特兰验潮站的多年平均海面作为基准面；欧洲地区以荷兰阿姆斯特丹验潮站的多年平均海面作为基准面1957年起，我国才统一规定青岛验潮站多年的平均海面作为全国高程系统的基准面平均海面及其变化平均海面日平均海面月平均海面年平均海面平均海面变化平均海面随季节变化平均海面随地点变化平均海面多年变化全球海平面年际变化将某测站测得任意时段的每小时的潮高取其平均值，称为某测站的、在某一段时间的平均海面平均海面随季节变化我国高程基准面之间的关系平均海面随地点变化由于各地的地理条件、气象因素、海水密度等不同所造成的平均海面多年变化中国沿海海平面变化总体呈波动上升趋势1980年至2014年，中国沿海海平面上升速率为3.0毫米/年。
2014年，中国沿海海平面较常年高111毫米，较2013年高16毫米，为1980年以来第二高位1980-2014年中国沿海海平面变化2014年，中国沿海海平面变化区域特征明显与常年相比，渤海湾西南部、长江口北部和杭州湾南部沿海海平面上升明显，上升幅度均超过150毫米；海南岛沿海海平面上升幅度次之，为134毫米；台湾海峡西部和广西沿海海平面上升幅度最小，均小于70毫米1980-2014年中国沿海主要海洋站海平面变化全球海平面年际变化气候变迁未来将继续严重威胁北极熊的生存未来的35到40年，全球的北极熊将减少超过30%基准面（测站基面）潮位是以海面与固定基面的高程表示的，所以在选定观测站之后，就要确定该测站潮位观测的起算面，即测站基面绝对基面假定基面冻结基面潮高基准面海图深度基准面绝对基面一般以某一测站的多年平均海平面作为高程的零点，海平面也叫绝对基面如青岛零点（基1957年，我国规定以青岛验潮站多年平均海平面为统一的高程起算面，称为黄海平均海平面或黄海基准面，1985年重新测算确定黄海高程基准（56基面）高出大港验潮站工作零点2.39m19851985 国家高程基准（8585基面）高出大港验潮站工作零点2.429m面）、吴淞零点（基面）、大沽零点（基面）、珠江零点（基面）、废黄河口零点（基面）、坎门零点（基面）、罗星塔零点（基面）等。
19561956年黄海高程系水准原点：青岛水准原点起算面：青岛验潮站19501956年的验潮数据确定的黄海平均海水面起算高程：72.289米19851985国家高程基准水准原点：青岛水准原点起算面：青岛验潮站1952195219791979年的验潮数据确定的黄海平均海水面起算高程：72.26072.260米我国高程基准面之间的关系水准原点用作国家高程控制网起算的水准测量基准点其高程由选定的验潮站根据验潮资料确定的多年平均海面作为基准面，经精密水准测量而获得根据1956年黄海高程系和1985国家高程基准确定的中国的水准原点在青岛市观象山中华人民共和国水准原点(青岛观象山)*在“1985国家高程基准”系统中，我国水准原点的高程为72.260m水准点为了固定验潮站的平均海面和深度基准面，以及检查水尺或验潮仪零点的稳定性，在长期验潮站和临时验潮站附近，均建有水准点基准面、水准点及潮位的关系6m6m其它基面假定基面某测站附近没有国家水准点，测站的高程无法与国家某一水准点联接时，可自行假定一个测站基面冻结基面原测站基面变动，使得以后使用的基面与原测站基面不同，故原测站基面需冻结下来，不再使用潮高基准面验潮零点所在的面，记录潮高的起算面，其上为正值，其下为负值。
该面通常相当于当地的最低低潮面深度基准面海图水深的起算面海图深度基准面一般确定在最低低潮面附近目前，我国采样的是“理论深度基准面”作为海图上的深度基准面潮位变化基本要素示意图9.3 潮位观测方法水尺观测自记验潮仪观测潮位观测方法潮位观测内容潮高观测以厘米（cm）为单位，取整数，潮时观测精确到1分钟潮高，高潮、低潮的潮高及对应潮时潮时测量的准确度：1min潮位观测准确度观测点的选择观测点应选择与外海畅通，水流平稳，不易淤积，波浪影响较小的海域；应避开冲刷严重、易坍塌的海岸；在理论最低潮时，水深应大于1m；尽可能利用防波堤、码头、栈桥等海上建筑物潮高测量的准确度：一级：1cm；二级：5cm；三级：10cm自记验潮仪观测自记验潮，将自记验潮仪设置在验潮井和验潮房内自动记录按工作原理浮筒式水位计压力式水位计声学式水位计9.4 利用水尺进行潮位观测临时观测站一般是利用水尺观测潮位，没有自记水位仪的观测站，也是用水尺进行观测，水尺观测还可用于校核性观测目前，利用水尺观测潮位还是普遍可取的一种方法测站的选择与设置水准联测水尺观测与记录特点简单方便不能连续自记需要较多人力内容测站的选择与设置验潮站在选定的地点，设置自记验潮仪或水尺来记录水位的变化，进而了解海区的潮汐变化规律的观测站。
为了使观测资料能充分反映当地潮汐变化规律，需选好验潮站站址长期验潮站多设在海港内水比较深且有防风浪设施的地点；短期和临时验潮站可设在受风浪和泾流影响较小、能充分反映测区潮汐情况的地点；定点验潮站可设在能反映测区的潮汐特性、测量船可锚泊的海底平坦且风浪和海流较小的海域验潮站站址选择条件验潮站的潮汐情况在本海区必须具有代表性选择风浪较小、来往船只较少的地方提高观测准确度、避免水尺被刮到，如有岛屿应选在背风面选择在海滩坡度大的地方便于水尺安放，使水尺位置便于由岸上进行观测尽量利用现有海上建筑物作为观测点，且避开使海岸变形迅速的地方尽量利用码头、栈桥、防波提等进行观测，避开冲刷、崩塌、淤积的海岸验潮站的设置短期验潮站只需设立水尺，水准点；而长期验潮站还需设置验潮井水尺设置水准点设置验潮井设置水尺设置直立式倾斜式短桩式悬臂式直立式水尺设置根据不同海底底质、码头等建筑物而定，可在开敞水域安装或固定在依托物边壁上水尺设置，要使水尺达到稳定、牢固和垂直的要求，且注意不要安装在容易被船只撞坏的地方对于海滩坡度小且潮差又大的地方，需设立两根以上的水尺每两根水尺之间需重合0.5m左右，以保证潮汐的连续观测倾斜式水尺设置在设置直立水尺有困难的地区（如波浪冲击力很大的岸边）可以设置倾斜水尺。
短桩式水尺设置适用于有严重流冰或漂浮物以及有频繁航运的地方，但不宜用于易淤的地方悬臂式水尺设置适用于水很深、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可采用水尺维护水尺应经常检查和维护，保持水尺面的清洁；趁低潮时进行擦拭，以保持刻度清晰如水尺板面剥落不清时，应按原来刻度标志用同种颜色的油漆重新补绘木质水尺使用半年后需更换，洗净并重新油漆后作为备用水尺保存水尺面附着海洋生物时要及时铲除；严重时应将水尺换下，重新油漆水准点设置为了固定验潮站的平均海面和深度基准面，以及检查水尺或验潮仪零点的稳定性，在长期验潮站和临时验潮站附近，均建有水准点水准点：用水准测量的方法测定的高程控制点水准点记为BM(Bench Mark)永久性水准点（固定水准点）临时性水准点固定水准点在岸上设立固定水准点，与国家水准网的水准点联测后，求出水尺零点和岸上水准点之间的相对高度水准点设置要求坚实稳定潮水不能淹没国家等级永久性水准点临时校核水准点为了方便，在水尺附近另设临时校核水准点墙水准点设置木桩水准点的设置验潮井的设置验潮井为安装验潮仪而专设的建筑物按建筑结构形式岛式验潮井岸式验潮井岛式验潮井岛式验潮井由建在海面上的支架、引桥、仪器室和测井组成。
一般在海岸坡度较缓、而且水深较浅的地方使用设置要求井筒一般为圆形，内径0.7-1m；井口应高于可能最高潮位1.5m；井底应低于可能最低潮位1.5-2m；测井内安装消波器，其上口应低于可能最低潮位0.5m；进水孔必须要保证验潮井有较好的随潮性和消波性桥面高度高于历史最高潮2m；强度能抗击该地出现的最大波浪岸式验潮井验潮井的测井、仪器室建在岸上，由连通海面的输水管与测井连接而成岸式验潮井与岛式验潮井的建造有所不同岸式验潮井的设置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1.01.5m在测井上端高于最高水位1m处，要开一个直径为20cm左右的排气孔输水管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为宜输水管在外海一端管口高度应低于最低水位1.01.5m，管口应固着在海底之上但不能触及海底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，井外水尺和井内水尺井外水尺的设立方法前已述及，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。
H为已知固定点高度，H为带尺量得固定点到水面距离，则：潮高=H-H井内水尺安装方法用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，其固定地点可根据仪器室情况放在屋顶墙壁或仪器桌上用多股铜丝塑料线(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水准联测用水准测量的方法，测出水尺零点相对国家标准基面中的高程，从而固定了水位零点、平均海面及深度基准面的相互关系，保证潮位资料的统一性水准测量概述水准测量仪水准测量的基本原理三、四等水准测量几种特殊情况下的联测方法水准测量概述水准测量又名“几何水准测量”，是用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法在地面两点间安置水准仪，观测竖立在两点上的水准标尺，按尺上读数推算两点间的高差依精度不同分为一、二等水准测量（精密水准测量）国家高程控制的全面基础，可为研究地壳形变等提供数据三、四等水准测量直接为地形测图和各种工程建设提供所必需的高程控制水准测量结果须按所采用的高程系统加入必要的改正，以求出精确的高程。
水准测量仪水准仪的结构水准仪的使用水准仪的维护和测量中的注意事。