第九章-潮位观测.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第九章 潮位观测,主要内容,潮位观测的基本概念,测站的设置,利用水尺进行潮位观测,1,概述,水体的自由表面距离固定基面的高度统称水位,海洋中的水位又称潮位,天体引潮力导致的周期性垂直涨落,风、气压、大陆径流等因素引起的非周期变化,潮位观测的重要性,船舶进出港口、海洋和海岸工程设计,海军水雷布设深度、风暴潮和潮汐预报,海涂围垦、潮汐发电,确定平均海平面和深度基准面、潮汐表制作,海上作战指挥、海底电缆的敷设,潮高观测以厘米为单位，取整数，潮时观测精确到,1,分钟,2,9.1,潮位观测的基本概念,一、潮汐的基本要素,潮汐的涨落现象以一定时间重复出现,半日潮、全日潮,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,潮高、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,3,三、海平面与基准面,1.,海平面,验潮站站址选定后，通过大量观测资料可确定该区域海平面,测量陆地上人工建筑物和自然物高程的一个起算面，也叫基准面,海平面基准面又称绝对基准面,解放前我国没有统一高程起算零点,1957,年起，以青岛验潮站多年的平均海平面作为全国高程系统的基准面,其他国家也有其各自的高程起算面,5,2.,平均海平面及其变化,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平面,日平均海平面、月平均海平面、年平均海平面,平均海平面是变化的,随季节变化,随地点变化,地理条件、气象因素、海水密度不同导致,全球变暖使得海平面整体呈上升趋势,6,四、基准面和水准点与各种潮位的关系,潮位是以海面到固定基面的高程表示的,选定观测站后，要确定,该测站潮位观测的,起算面,180 cm,190 cm,180 cm,170 cm,?,7,绝对基面、假定基面、冻结基面、海图深度基面,水准点：国家高程网的控制点,1.,绝对基面,一般是以某一测站的多年平均海平面作为高程的零点，如青岛零点,(,基面,),、吴淞零点,(,基面,),等,黄海高程基准,(,青岛大港,19501956,年验潮资料平均海平面，也称,56,基面,),1985,国家高程基准,(,青岛大港,19521979,年验潮资料平均海平面，也称,85,基面,),8,青岛地处我国纬度的中段，地质结构比较稳定，为花岗岩地区，海军一号码头验潮站，验潮时间长，资料连续而丰富，因此，通过科学的方法计算出日平均海平面、月平均海平面、多年平均海平面，是相对稳定可靠的，当然这个测算过程是比较复杂的。,经过国家权威部门的确认，我国高程起算零点黄海平均海平面在,1954,年就确定下来，并投入使用。,在黄海平均海平面确定的同时，还在青岛观象山上设置了水准原点，这个水准原点高出黄海平均海平面,72.289,米，是用特殊材料做成的，因此，极为稳定，在青岛市区建立若干副点，组成水准圆点网，中国的高程测量起算零点就这样建立起来了。,10,我国高程基准面间关系,12,5.,深度基准面,海图水深的起算面,一般确定在最低低潮面附近,各国不同,英国：最低天文潮面,美国、瑞典、荷兰：平均低潮面,中国、俄罗斯：理论深度基准面,日本：略低低潮面,14,潮高（,m,）,时间（,h,）,平均海面,大潮高潮,小潮高潮,大潮低潮,小潮低潮,大潮潮差,小潮潮差,大潮高潮高,小潮高潮高,大潮低潮高,小潮低潮高,大潮高潮面,小潮高潮面高,大潮低潮面,小潮低潮面,潮高基准面（海图基准面）,海图水深,15,9.2,测站的设置,一、水尺设置及其维护,验潮站设置主要涉及到水尺、水准点和验潮井,水尺是验潮站观测的基本设备，按形式分为直立式、倾斜式、矮桩式、悬锤式,采用坚硬的木材制成，厚为,510 cm,，宽为,1015 cm,，尺面涂有白色油漆，其上有米、分米、厘米等黑色分划,16,1.,直立式水尺安装,开敞式水域安装方法,根据不同海底底质、码头等建筑物而定,对于海底底质是泥沙等较软物质地区，先将水尺钉在木桩上，再打入海底约,1,米，并在四周拉上铅丝加以固定,对于海底底质坚硬地区，可在大石块中间打一孔插入水尺，或用水泥、沙、石浇成水泥沉石，将木桩浇在中间，再将水尺固定在木桩上，然后放入海中，同时用铅丝加固,17,1.,直立式水尺安装,有依托物的安装方法,若设站地点有码头、堤坝、栈桥、平台、灯塔等海上建筑物，则可依照具体地形、地势，将水尺固定在这些人造物的边壁上,对于海滩坡度小而潮差大的地方，需设立多根水尺，每相邻两根水尺间需重合,0.5 m,左右，保证潮汐的连续观测,18,3.,矮桩式水尺安装,适用于有严重流冰或漂浮物以及有频繁航运的地方，但不宜用于易淤地区,由若干根牢固地打入海中的矮木桩组成，矮桩群的连线应垂直于海岸线,矮桩露出地面的高度一般为,520 cm,，并用水准仪测出每根矮桩顶之间的高度差,观测水位时，可将活动水尺放在每矮桩顶的圆头钉上，读取铁钉以上水尺水位，再经过矮桩顶上水尺之间的换算，即得水位在水尺上的高程,20,4.,悬锤式水尺安装,适用于水很深、石质底、岸壁陡峭地区或江河封冻无法设立木桩式水尺时,将水尺固定在横木上，绳索绕过滑轮，上端伸向水尺板并装有拉环作为指标，下端吊有重锤，直抵水面,安装时应估计最低水位，以决定绳索长度,观测水位时，先把重锤放下，当锤和水面接触时，再看指标拉环在水尺板上的读数，即为潮位,21,三、验潮井的设置与维护,短期验潮站只需设立水尺和水准点，而长期验潮站则要设置验潮井,验潮井是为安装验潮仪而专设的建筑物，按其建筑结构可分为岛式和岸式,23,1.,岛式验潮井,由海面上的支架、引桥、仪器室和测井组成,测井：为消除海面波动对浮筒影响，安装消波器,一般在海岸坡度较缓、水较浅的地方使用,24,四、井内外水尺的设置,不论是岛式还是岸式验潮井，在建井同时，应设立井外校核水尺和井内参证水尺，以便经常检验验潮仪记录的准确性,井外水尺：设立方法与直立式水尺相同，其水尺零点在水准点下的距离通过水准测量为已知,井内水尺：以带尺量取高度为已知的某固定点到水面的距离来测得潮高,潮高,=,26,9.3,水准联测,要进行验潮，首先要解决水尺零点的高程问题,如果水尺零点不予国家水准网,(,基准面,),联测，不求出水尺零点相对于国家标准高程网中的高度，那么这个零点就没有任何意义，观测的资料很难使用,水准联测目的：求出水尺零点、水尺旁边临时水准点、岸上固定水准点与国家标准基准面之间的高度关系，以保证获得统一的水位观测资料,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准面中的高程，从而固定了水位零点、平均海面及深度基准面的相对关系，也保证了潮位资料的统一性,水准测量：用水准仪和水准标尺测量两点之间的高程差的方法,27,一、水准仪的主要结构,主要由望远镜、水准器、脚架等构成,水准器：使望远镜处于水平视线上进行准确读数,脚架：固定水准仪，并能调整其高度,28,B,对,A,的高差：,C,对,B,的高差：,C,对,A,的高差：,后视标尺,前视标尺,30,方法,将水准标尺放在水准点上或尺垫上，水准仪放在两标尺的中间位置，整理仪器水平,照准后视标尺黑面，调整气泡严格居中，按上、下丝和中丝读数，估读至毫米,照准前视标尺，与后视标尺相同，进行读数,前视标尺转红面，中丝读数,后视标尺转红面，中丝读数,观测顺序为后前前后,第一测站完毕后，后视标尺移至水准仪前方作为下一测站的前视标尺,全程往返观测两次求其高差的平均值为最终结果,31,9.4,利用水尺进行潮位观测,临时观测站和没有自记验潮仪的观测站,一、观测与记录,水位观测一般于整点每小时观测一次,高、低潮前后半小时内，每隔,10,分钟观测一次,水位变化不正常时，继续,10,分钟间隔观测直至正常为止,读取水尺读数时视线应尽可能接近水面,有波浪时，抓紧时机，在小浪时连续读取三个波峰和三个波谷通过水尺时的读数，取平均作为水尺读数,32,进行水尺组观测时，必须掌握时机，选择两支相邻水尺同时进行观测，每次观测的水位应为两支水尺观测结果的平均值,水面偶尔落到水尺零点以下时，读数为负值,水尺设立后，即对水尺进行编号,若观测水尺由于船只碰撞或被大风刮倒，需另设水尺、水尺零点位置有变动时也需重新编号,33,2.,水位换算,不同水尺的观测资料必须换算至同一水位零点上,水位零点一般取离岸最远的水尺零点下,1 m,左右,34,习题,潮汐要素概念,海平面、基准面,水尺类型,水准点含义,验潮井类型,水准联测重要性、定义,水准测量定义、原理,水位换算方法,潮位观测意义,35,