水位改正和水位观测

一、水位改正

水面在某一基准面上的高度称为水位，即水面高程。水下地形点的高程是根据测深时的水位减去水深计算得到的， 由于海洋、江河、湖泊的水位受潮汐、风浪等各种因素的影响，水面高程不断变化，同一地点、不同时间测得的水深值是不一样的，因此，水深测量的同时必须进行水位测量，这种测深时的水位称为工作水位。

图11-12 深度基准面示意图

图11-13 水位改正示意图

对于以航运基准面为基准的等深线表示的航道图，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。深度基准面根据测区的特点和测量目的选择，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；海图所载水深的起算面，又称海图基准面（见图11-12），通常取在当地多年平均海面下深度为L的位置。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值的方法有别，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。如图11-13所示，h为测深仪测得的瞬时水深；Δh为水位改正值，它是从深度基准面起算的水位高度；H为经水位改正后归算到深度基准面上的水深。

二、水位观测站

为了在水深测量时同步进行水位观测工作，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。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确定测区的深度基准面，一般应有30d以上连续观测的水位资料。 （3）临时验潮站，在水深测量时设置，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1～3次/24h或连续观测15d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，用于水深测量时的水位改正。

水位观测站布设的密度应能控制全测区的水位变化，要注意测区的范围、水位站的数量能满足测区的需要。相邻观测站之间的距离应满足最大水位高差不大于0.4m、最大水位时差不大于2h。对于水位时差和水位变化较大的测区，除布设长期站或短期站外，也可在湾顶、河口外、水道口和无潮点处增加临时水位观测站。

图11-14 在缓坡或潮差大的地区设立的1组水尺

三、水位观测

常用的水位观测设备有水尺、自动验潮（水位观测）仪。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，1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（见图11-14），相邻两根水尺应有0.3m的重叠。水尺中至少有1根水尺与工作水准点之间按等外水准联测，以确定该水尺零点的高程，其他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1次读数，连续读数3次，其高差不超过3cm时，取中数使用，超限应重测。水位观测时，水面所截的水尺读数加上水尺零点高程即为水位，而水下地形点的高程等于该时刻的水位减水深。

用水尺观测水位时，观测时间间隔视测区水位变化而定。在水位变化较慢地区，每隔30min观测1次即可，整点时必须观测，读到厘米。当水位差较大、水位涨落比较剧烈时，每隔5～10min观测1次。在大风浪、水面波动不稳定时，可取波峰和波谷的平均值作为水位读数。当水尺损坏，水位观测无法进行时，应立即重新设立水尺。水位观测所使用的钟表，必须经常校对，其表差应不大于±1min。

水尺附近应埋设工作水准点标志，以便经常检查水尺零点的变动情况。工作水准点应设在高（潮）水位线以上、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1次。水尺零点与工作水准点之间的高差可用等外水准测定。水位观测过程中，应经常检查工作水准点与水尺零点、 自动验潮仪零点之间的相互高差有无变化，如发现或怀疑零点有变化时（如大风浪或水尺受碰撞后）应及时进行高程联测，当零点变动超过3cm时，应重新确定相互关系。海上定点验潮站的水尺零点无法进行水准联测时，可利用平均海面特性进行海面水准联测传递高程，采用回归分析法计算海上未知验潮站水尺零点高程。

自动验潮仪观测水位时，需预先设置采样时间间隔，可安装在固定的桩柱或码头边。以码头安装为例，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。因电缆和探头的重量较轻，在风浪和海流的作用下，可能会发生晃动，因此，最好在探头上拴挂类似重锤的重物，以保持探头的稳定。 自动验潮仪使用方便、资料可靠、精度高，而且能大大减轻劳动强度。