《海洋调查与观测技术》课程授课教案（讲稿）第九章 潮位观测 9.1 潮位观测的基本概念

课程名称：《海洋调查与观测技术》第12周，第12讲次摘要第九章潮位观测授课题目（章、节）9.1潮位观测的基本概念本讲目的要求及重点难点：【目的要求】掌握潮位观测的意义和基本概念。【重点】掌握潮位观测的基本概念。【难点】掌握潮位观测的基本概念。内容1

1 课程名称：《海洋调查与观测技术》 第 12 周，第 12 讲次 摘 要 授课题目（章、节） 第九章 潮位观测 9.1 潮位观测的基本概念 本讲目的要求及重点难点： 【目的要求】掌握潮位观测的意义和基本概念。 【重 点】掌握潮位观测的基本概念。 【难 点】掌握潮位观测的基本概念。 内 容

【本讲课程的引入】潮涨潮落是海洋的一大特色，那么如何来对其进行观测？同学们对潮【本讲课程的内容】位变化有哪些了解？板书“第九章潮位观测”第九章潮位观测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、大陆径流等因子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。潮高观测以厘米(cm)为单位，取整数，潮时观测精确到1分钟(min)。潮位预报是海洋保障的重要要素。沿岸潮位变化直接关系到船舶的进出港口、海洋和海岸工程设计、海军的水雷布设深度、风暴潮汐预报、海涂围垦、潮汐发电等方面。确定平均海平面和深度基准面、潮汐表制作、风暴潮预报、海上作战指挥、海底电缆的敷设、地震预报等都需要潮位资料。板书“9.1潮位观测的基本概念”9.1潮位观测的基本概念9.1.1潮位变化的一般规律板书“9.1.1潮位变化的一般规律”潮汐的涨落现象是以一定的时间周期重复出现的。高潮位：低潮位：塑高高潮需低高潮涨潮：平潮位：同期落潮：停潮：-潮高：/时间酒高高潮高：低高潮高：热潮时潮时高低湖低低潮高：高低潮高：低低潮涨潮时：落潮时：潮周期：涨潮潮差：图9-1潮汐要素示意图落潮潮差：周期潮差：9.1.2验潮站站址的选择板书“9.1.2验潮站站址的选择”由于潮汐的变化与地球与月球的运动有关，又与当地的地形、地貌有关，所以潮位站的选址应遵循以下原则：1、潮位站的潮汐情况应具有本海区代表性，这是主要条件。2、风浪较小，往来船只较少的位置，不仅可以提高观测准确度还可避免水尺被刮到，如有岛屿应选在背风面。2

2 【本讲课程的引入】潮涨潮落是海洋的一大特色，那么如何来对其进行观测？ 【本讲课程的内容】 第九章 潮位观测 板书“第九章 潮位观测” 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 等因子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。 潮高观测以厘米(cm)为单位，取整数，潮时观测精确到 1 分钟(min)。 潮位预报是海洋保障的重要要素。沿岸潮位变化直接关系到船舶的进出港口、海洋和海 岸工程设计、海军的水雷布设深度、风暴潮汐预报、海涂围垦、潮汐发电等方面。确定平均 海平面和深度基准面、潮汐表制作、风暴潮预报、海上作战指挥、海底电缆的敷设、地震预 报等都需要潮位资料。 9.1 潮位观测的基本概念 板书“9.1 潮位观测的基本概念” 9.1.1 潮位变化的一般规律 板书“9.1.1 潮位变化的一般规律” 潮汐的涨落现象是以一定的时间周期重复出现的。 高潮位：低潮位： 涨潮：平潮位： 落潮：停潮： 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：周期潮差： 9.1.2 验潮站站址的选择 板书“9.1.2 验潮站站址的选择” 由于潮汐的变化与地球与月球的运动有关，又与当地的地形、地貌有关，所以潮位站的 选址应遵循以下原则： 1、潮位站的潮汐情况应具有本海区代表性，这是主要条件。 2、风浪较小，往来船只较少的位置，不仅可以提高观测准确度还可避免水尺被刮到，如 有岛屿应选在背风面。 同学们对潮 位变化有哪 些了解？

3、选择海滩坡度较大的位置，这样便于水尺安防，使水尺位置便于由岸上进行观测，如果海滩坡度很小，海水在滩涂涨落距离很远，为了观测潮位的升降，就需要设立十几根水尺，甚至数十根水尺才能进行潮汐观测。这样很不方便。4、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。9.1.3海平面与基准面板书“9.1.3海平面与基准面”1、海平面海平面是测量陆地上人工建筑物和自然物高程的一个起算面。海平面基面又叫绝对基面，此外还有其他基准面，例如，确定海图的水深有海图深度基准面，通常是在最低低潮面附近，海图上标的水深就是从这个面向下算起的，但这个基面归根结底仍是以海平面作为标准确定下来的。解放前，我国没有一具统一高程起算的零点。自从1957年起，我国才统一规定青岛验潮站的多年的平均海平面作为全国高程系统的基准面。喜马拉雅山的珠穆朗玛峰为海拔8848m，就是从黄海平均海平面算起的高度。其他国家也规定他们自己的高程起算面。例如美国以波特兰验潮站的多年平均海面作为基准面：欧洲地区则以阿姆斯特丹的验潮站的多年平均海平面作为高程的基准面。这些区域性的高程起算面，叫做区域性的大地水准参考面。2、平均海面及其变化规律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。平均海平面有日平均海面、月平均海面和年平均海面。每天、每月和每年的平均海面都是变化的。同时不同地点的平均海面也有差异。（1）平均海面随时间变化日平均海面不规则变化：在短期观测资料中，某几天中的平均海面会比其他几天更高或更低些，其原因，除了天体引潮力所引起的大小潮产生日不等现象外，主要是由手天气状况的影响。例如风、气压分布、降水、径流等使得海水在局部地区发生堆积或流失。平均海平面以月、年、多年为周期的变化。在渤海和黄海，最高的日期一般是在9月份，最低一般在2月份，南海一般是在10～11月份，最低一般在3-4月份。它与海水温度和季风有关。平均海平面还有以多年为周期的变化规律，主要是由于天文因素有长周期性(9年、19年)的变化。因此，取9年、19年资料计算的平均海平面较为理想。（2）平均海面随地点变化的情况各海区长期验潮站的平均海面与青岛平均海面比较结果，渤海比青岛高0-10cm；东海比青岛高出0-20cm。南海比青岛高出20~40cm（但也有个别地点低于青岛站）。各海区的平均海面不一致的原因，是由于各地的地理条件，气象因素，海水密度等不同所造成的。3、基准面和水准点与各种潮位之间的关系由于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（简称为测站基面）。水文资料中提到的测站基面有：绝对基面、假定基面、冻结基面、海图深度基准面等。3

3 3、选择海滩坡度较大的位置，这样便于水尺安防，使水尺位置便于由岸上进行观测，如 果海滩坡度很小，海水在滩涂涨落距离很远，为了观测潮位的升降，就需要设立十几根水尺， 甚至数十根水尺才能进行潮汐观测。这样很不方便。 4、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。 9.1.3 海平面与基准面 板书“9.1.3 海平面与基准面” 1、海平面 海平面是测量陆地上人工建筑物和自然物高程的一个起算面。海平面基面又叫绝对基面， 此外还有其他基准面，例如，确定海图的水深有海图深度基准面，通常是在最低低潮面附近， 海图上标的水深就是从这个面向下算起的，但这个基面归根结底仍是以海平面作为标准确定 下来的。 解放前，我国没有一具统一高程起算的零点。自从 1957 年起，我国才统一规定青岛验潮 站的多年的平均海平面作为全国高程系统的基准面。喜马拉雅山的珠穆朗玛峰为海拔 8848m， 就是从黄海平均海平面算起的高度。 其他国家也规定他们自己的高程起算面。例如美国以波特兰验潮站的多年平均海面作为 基准面；欧洲地区则以阿姆斯特丹的验潮站的多年平均海平面作为高程的基准面。 这些区域性的高程起算面，叫做区域性的大地水准参考面。 2、平均海面及其变化规律 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。平均海平面有日平均海面、月平均海面和年平均海面。每天、每月和每年的平均海 面都是变化的。同时不同地点的平均海面也有差异。 (1)平均海面随时间变化 日平均海面不规则变化：在短期观测资料中，某几天中的平均海面会比其他几天更高或 更低些，其原因，除了天体引潮力所引起的大小潮产生日不等现象外，主要是由于天气状况 的影响。例如风、气压分布、降水、径流等使得海水在局部地区发生堆积或流失。 平均海平面以月、年、多年为周期的变化。 在渤海和黄海，最高的日期一般是在 9 月份，最低一般在 2 月份，南海一般是在 10~11 月份，最低一般在 3-4 月份。 它与海水温度和季风有关。 平均海平面还有以多年为周期的变化规律，主要是由于天文因素有长周期性(9 年、19 年) 的变化。因此，取 9 年、19 年资料计算的平均海平面较为理想。 (2) 平均海面随地点变化的情况 各海区长期验潮站的平均海面与青岛平均海面比较结果，渤海比青岛高 0-10cm; 东海比 青岛高出 0-20cm。南海比青岛高出 20~40cm(但也有个别地点低于青岛站)。 各海区的平均海面不一致的原因，是由于各地的地理条件，气象因素，海水密度等不同 所造成的。 3、基准面和水准点与各种潮位之间的关系 由于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(简称为测站基面)。水文资料中提到的测站基面有：绝对基面、假定基面、 冻结基面、海图深度基准面等

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，因此，海平面又叫绝对基面。如青岛零点(基面)、吴淞零点(基面)、大沽零点(基面)、珠江零点(基面)等。若以这类零点作为测站基面，则该测站的水位值就是相对绝对基面的高程。假定基面：某测站附近没有国家水准点（如海岛或偏僻的地方），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，这种基面称为假定基面。冻结基面：由于原测站基面的变动，所以以后使用的基面与原测站基面不相同，故原测站基面需要冻结下来，不再使用，即为冻结基面。冻结下来的基面可保持历史资料的连续性。验潮零点：（水尺零点)是记录潮高的起算面，其上为正值，其下为负值。一般来讲，验潮零点所在的面称为"潮高基准面”，该面通常相当于当地的最低低潮面。深度基准面：是海图水深的起算面。海图深度基准面一般确定在最低低潮面附近，它与每天低潮面的高度是不同的。若深度基准面定得过高，那么将有许多天的低潮面在深度基准面的下面，这样会出现实际水深小于海图上所标出的水深，会造成船只航行、停泊时发生触礁或搁浅等现象。若深度基准面定得过低，则海图上的水深小于实际水深，使本来可以航行的海区也不敢航行。因此，深度基准面要定得合理，不宜过高或过低。在确定某测站的平均海平面之后，以它作为起算面，然后，通过测量求出平均海平面与永久水准点的关系，再确定理论最高潮面和实际最高潮面，理论最低潮面和实际最低潮面与平均海平面的关系，最后找出该站本身的水位零点、深度基准面与黄海平均海平面的关系等。【本讲课程的小结】本讲课程主要介绍了潮位观测的意义和基本概念。【本讲课程的作业】复习本讲课程内容，预习下一讲的知识

4 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，因此，海平面又叫 绝对基面。 如青岛零点(基面)、吴淞零点(基面)、大沽零点(基面)、珠江零点(基面)等。若以这类 零点作为测站基面，则该测站的水位值就是相对绝对基面的高程。 假定基面：某测站附近没有国家水准点(如海岛或偏僻的地方)，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，这种基面称为假定基面。 冻结基面：由于原测站基面的变动，所以以后使用的基面与原测站基面不相同，故原 测站基面需要冻结下来，不再使用，即为冻结基面。冻结下来的基面可保持历史资料的连 续性。 验潮零点：(水尺零点)是记录潮高的起算面，其上为正值，其下为负值。一般来讲， 验潮零点所在的面称为"潮高基准面"，该面通常相当于当地的最低低潮面。 深度基准面：是海图水深的起算面。海图深度基准面一般确定在最低低潮面附近，它 与每天低潮面的高度是不同的。 若深度基准面定得过高，那么将有许多天的低潮面在深度基准面的下面，这样会出现 实际水深小于海图上所标出的水深，会造成船只航行、停泊时发生触礁或搁浅等现象。若 深度基准面定得过低，则海图上的水深小于实际水深，使本来可以航行的海区也不敢航行。 因此，深度基准面要定得合理，不宜过高或过低。 在确定某测站的平均海平面之后，以它作为起算面，然后，通过测量求出平均海平面 与永久水准点的关系，再确定理论最高潮面和实际最高潮面，理论最低潮面和实际最低潮 面与平均海平面的关系，最后找出该站本身的水位零点、深度基准面与黄海平均海平面的 关系等。 【本讲课程的小结】 本讲课程主要介绍了潮位观测的意义和基本概念。 【本讲课程的作业】 复习本讲课程内容，预习下一讲的知识