《海洋调查与观测技术》课程授课教案（讲稿）第九章 潮位观测 9.3 水准联测 9.4 利用水尺进行潮位观测 9.5 利用浮筒式水位计进行水位观测 9.6 其他验潮仪

课程名称：《海洋调查与观测技术》第14周,第 14_讲次摘要第九章潮位观测9.3水准联测授课题目（章、节）9.4利用水尺进行潮位观测9.5利用浮筒式水位计进行水位观测9.6其他验潮仪本讲目的要求及重点难点：【目的要求】掌握水准联测的方法，各种潮位观测方法。【重点】掌握各种潮位观测方法。【难点】掌握水准联测的方法。内容1

1 课程名称：《海洋调查与观测技术》 第 14 周，第 14 讲次 摘 要 授课题目（章、节） 第九章 潮位观测 9.3 水准联测 9.4 利用水尺进行潮位观测 9.5 利用浮筒式水位计进行水位观测 9.6 其他验潮仪 本讲目的要求及重点难点： 【目的要求】掌握水准联测的方法，各种潮位观测方法。 【重 点】掌握各种潮位观测方法。 【难 点】掌握水准联测的方法。 内 容

同学们就唐【本讲课程的引入】验潮站设置好之后，就要进行潮位观测了。山沿海地形【本讲课程的内容】讨论，看哪第九章潮位观测板书“第九章潮位观测”里适合建设9.3水准联测板书“9.3水准联测”验潮站？要进行验潮，首先要解决水尺零点的高程问题，如果水尺零点不与国家水准网《基面）联测，不求出水尺零点相对国家的标准高程网《国家的标准基面》中的高度，那么这个零点就没有什么意义，在潮位观测结束后，这些资料将很难使用。在水位观测过程中，如由于某种原因水尺的位置发生了变化，要想恢复原来零点，也必须要与岸上水准点联测才能确定，所以，在潮位观测中水准联测是不可缺少的工作。所谓水准联测，就是用水准测量的方法，测出水尺零点相对国家标准基面中的高程，从而固定水位零点、平均海面及深度基准面的相互关系，也就保证了潮位资料的统一性。9.3.1水准仪的主要结构及作用原理板书“9.3.1水准仪的主要结构及作用原理”水准仪是在17～18世纪发明了望远镜和水准器后出现的，建立水平视线测定地面两点间高差的仪器。水准仪构成主要有望远镜、水准器及脚架三部分。水准器：管水准器和圆水准器。脚架：固定水准仪，并且能伸缩调整水准仪的高度以便于观测，水准尺：水准测量时使用的标尺。双面水准尺一面漆成每隔1cm的黑白间隔，称为黑白面：另一面漆成每隔1cm的红白间隔，称为红白面。每根标尺的黑面从零米开始，而红面不是从零开始，一根是从4.687m开始，另一根从4.787m开始。它称为标尺的常数，用来检查测量准确度。尺垫：专门放置水准尺用的，它用生铁铸成，一般为三角形，中央有一突起的半球体，下方有三个支脚。用时将支脚牢固地插入土中，以防下沉，上方突起的半球形顶点作为竖立水准尺和标志转点之用。9.3.2测量的基本原理和方法板书“9.3.2测量的基本原理和方法”水准测量就是用水准仪和水准标尺测量两点之间的高程量（或称高量）的方法。它是高程测量的主要方法，用于建立水准网，其中的一个目的是确定水尺零点的高程。2

2 【本讲课程的引入】验潮站设置好之后，就要进行潮位观测了。 【本讲课程的内容】 第九章 潮位观测 板书“第九章 潮位观测” 9.3 水准联测 板书“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，如果水尺零点不与国家水准网〈基面〉 联测，不求出水尺零点相对国家的标准高程网〈国家的标准基面〉中的高度，那么这个零点 就没有什么意义，在潮位观测结束后，这些资料将很难使用。 在水位观测过程中，如由于某种原因水尺的位置发生了变化，要想恢复原来零点，也必 须要与岸上水准点联测才能确定，所以，在潮位观测中水准联测是不可缺少的工作。 所谓水准联测，就是用水准测量的方法，测出水尺零点相对国家标准基面中的高程，从 而固定水位零点、平均海面及深度基准面的相互关系，也就保证了潮位资料的统一性。 9.3.1 水准仪的主要结构及作用原理 板书“9.3.1 水准仪的主要结构及作用原理” 水准仪是在 17～18 世纪发明了望远镜和水准器后出现的，建立水平视线测定地面两点间 高差的仪器。水准仪构成主要有望远镜、水准器及脚架三部分。 水准器：管水准器和圆水准器。 脚架 ：固定水准仪，并且能伸缩调整水准仪的高度以便于观测。 水准尺：水准测量时使用的标尺。双面水准尺一面漆成每隔 lcm 的黑白间隔，称为黑白 面；另一面漆成每隔 1cm 的红白间隔，称为红白面。每根标尺的黑面从零米开始，而红面不 是从零开始，一根是从 4.687m 开始，另一根从 4.787m 开始。它称为标尺的常数，用来检查 测量准确度。 尺垫：专门放置水准尺用的，它用生铁铸成，一般为三角形，中央有一突起的半球体， 下方有三个支脚。用时将支脚牢固地插入土中，以防下沉，上方突起的半球形顶点作为竖立 水准尺和标志转点之用。 9.3.2 测量的基本原理和方法 板书“9.3.2 测量的基本原理和方法” 水准测量就是用水准仪和水准标尺测量两点之间的高程量（或称高量）的方法。它是高 程测量的主要方法，用于建立水准网，其中的一个目的是确定水尺零点的高程。 同学们就唐 山沿海地形 讨论，看哪 里适合建设 验潮站？

9.4利用水尺进行潮位观测板书“9.4利用水尺进行潮位观测”水尺是目前最普遍、最简便的方法。9.4.1观测与记录板书“9.4.1观测与记录”水位观测一般于整点每小时观测一次，在高、低潮前后半小时内，每隔10分钟观测一次，在水位变化不正常的情况下，要继续按10分钟间隔观测直到正常为止。观测的水尺读数记入正式手册。在读取水尺读数时，应尽可能使视线接近水面，在有波浪时，连续读取三个波峰和三个波谷通过水尺时的读数并取其平均值。9.4.2水位换算板书“9.4.2水位换算”一般验潮站都有两根以上的水尺，因此必须将不同水尺的观测资料，换算至同一水位零点上，水位零点一般取离岸量远那根水尺零点下1m左右。9.4.3几种特殊情况的处理方法板书“9.4.3几种特殊情况的处理方法”假如水尺损坏，而在短时间内不能恢复，或者海面高于最高水尺，或者海面低于最低的根在尺而无法进行观测时，处置方法如下：1）在岸边刻上海面所在的位置，并记上时间，待适当时刻进行水准测量，求出此时海面在水位零点上的高度。2）也可以准备几条一米左右的木板和小竹片作成的小水尺。小水尺必须与另一根水尺有段重叠带，以便进行水位换算，小水尺不能长久的代替大水尺，必须抓紧时间设立新水尺。3）也可以用水准仪直接求得水准点与某时潮面的高程，再经过水位换算求出潮面在水位零点在上的高度。9.5利用浮简式水位计进行水位观测板书“9.5利用浮简式水位计进行水位观测”自记水位计的类型很多，按其工作原理可分为：浮筒式水位计、压力式水位计和声学式水位计。我国多采用浮筒式水位计。9.5.1HCJ1-2型验潮仪结构和工作原理板书“9.5.1HCJ1-2型验潮仪”HCJ1-2型验潮仪是用于测量潮位的连续自记仪器，整个仪器由浮动系统和记录装置两个基本部分组成，浮动系统主要由绳轮、钢丝绳、平街锤、浮筒等组成。绳轮、钢丝绳连接平衡锤与浮筒，绳轮随浮筒的升降而转动，当浮筒随海面上升时，绳轮带动记录筒作顺时针方向转动，反之，则作逆时针方向转动。平衡锤对于浮筒起平衡作用。记录装置分钟表系统和记录部分，钟表部分由时钟、钟轮、钟钢丝轮、钟钢丝锤等组成。钟钢丝通过导向轮连接钟钢丝轮与钟重锤，用专用扳手给钟轮上弦后，使自记钟带动记录部分的笔架、记录笔，使记录笔尖自右向左均匀移动，24小时之内从右端8时移至左端8时，在记录纸筒随海面升降而转动的同时，通过记录装置的自记笔自动地画出潮位曲线。板书“9.5.2仪器的安装和使用”9.5.2仪器的安装和使用1、仪器安装在仪器室的工作台上，并保持水平：2、上钢丝绳：3、加注墨水；4、上记录纸：5、时间校准。3

3 9.4 利用水尺进行潮位观测 板书“9.4 利用水尺进行潮位观测” 水尺是目前最普遍、最简便的方法。 9.4.1 观测与记录 板书“9.4.1 观测与记录” 水位观测一般于整点每小时观测一次，在高、低潮前后半小时内，每隔 10 分钟观测一 次，在水位变化不正常的情况下，要继续按 10 分钟间隔观测直到正常为止。观测的水尺读 数记入正式手册。在读取水尺读数时，应尽可能使视线接近水面，在有波浪时，连续读取三 个波峰和三个波谷通过水尺时的读数并取其平均值。 9.4.2 水位换算 板书“9.4.2 水位换算” 一般验潮站都有两根以上的水尺，因此必须将不同水尺的观测资料，换算至同一水位零 点上，水位零点一般取离岸量远那根水尺零点下 1m 左右。 9.4.3 几种特殊情况的处理方法 板书“9.4.3 几种特殊情况的处理方法” 假如水尺损坏，而在短时间内不能恢复，或者海面高于最高水尺，或者海面低于最低的 一根在尺而无法进行观测时，处置方法如下： 1）在岸边刻上海面所在的位置，并记上时间，待适当时刻进行水准测量，求出此时海面 在水位零点上的高度。 2）也可以准备几条一米左右的木板和小竹片作成的小水尺。小水尺必须与另一根水尺有 段重叠带，以便进行水位换算，小水尺不能长久的代替大水尺，必须抓紧时间设立新水尺。 3）也可以用水准仪直接求得水准点与某时潮面的高程，再经过水位换算求出潮面在水位 零点在上的高度。 9.5 利用浮筒式水位计进行水位观测 板书“9.5 利用浮筒式水位计进行水位观测” 自记水位计的类型很多，按其工作原理可分为；浮筒式水位计、压力式水位计和声学式 水位计。我国多采用浮筒式水位计。 9.5.1 HCJ1-2 型验潮仪结构和工作原理 板书“9.5.1 HCJ1-2 型验潮仪” HCJ1-2 型验潮仪是用于测量潮位的连续自记仪器，整个仪器由浮动系统和记录装置两个 基本部分组成，浮动系统主要由绳轮、钢丝绳、平街锤、浮筒等组成。 绳轮、钢丝绳连接平衡锤与浮筒，绳轮随浮筒的升降而转动，当浮筒随海面上升时，绳 轮带动记录筒作顺时针方向转动，反之，则作逆时针方向转动。 平衡锤对于浮筒起平衡作用。 记录装置分钟表系统和记录部分，钟表部分由时钟、钟轮、钟钢丝轮、钟钢丝锤等组成。 钟钢丝通过导向轮连接钟钢丝轮与钟重锤，用专用扳手给钟轮上弦后，使自记钟带动记 录部分的笔架、记录笔，使记录笔尖自右向左均匀移动，24 小时之内从右端 8 时移至左端 8 时，在记录纸筒随海面升降而转动的同时，通过记录装置的自记笔自动地画出潮位曲线。 9.5.2 仪器的安装和使用 板书“9.5.2 仪器的安装和使用” 1、仪器安装在仪器室的工作台上，并保持水平；2、上钢丝绳；3、加注墨水；4、上记 录纸；5、时间校准

9.6其他验潮仪板书“9.6其他验潮仪”板书“9.6.1安德拉水位计”9.6.1安德拉水位计水位记录仪(WLR-WalerLevelRecorde)是为记录海洋潮位而特别设计的，通常放置于海底，在规定时间间隔内，测量并记录压力、温度和盐度，然后根据这些数据计算出水位的变化。仪器由一个高准确度的压传情感器、电子线路板、数据存储单元、电源、圆柱压力桶组成。9.6.2声学水位计板书“9.6.2声学水位计”本仪器适用于无验潮井场合的潮位观测，为港口调度、导航及港口建设随时提供现场数据，也可用于沿海台站的常规长期潮位观测及水库、湖泊和内河的水位自动测量。仪器的特点是采用声管传输信号，应用空气声学回声测距原理进行水位变化测量的。9.6验潮井的设置板书“9.6验潮井的设置”验潮井是提供长期定点验潮的固定、可靠设施，衡量验潮井的优劣标准通常用消波性和随潮性来判别。对于整个验潮并来说，消波性和随波性直接相关的是验潮井的进水孔，若进水孔设计得过大，则滤波性能差，自记曲线将出现很宽的带状记录，这样观测得出的潮位值既不准确又给资料的整理带来了闲难。反之，进水孔孔设计得过小，滤波性能是增强了，但因滤掉一些不应滤掉的波动，虽则记录曲线平滑，但记录的潮时出现潮时滞后，造成井内外潮位明显的不一致。因此，进水孔的设计关关乎整个验潮井随潮性、消波性。【本讲课程的小结】本讲课程主要介绍了水准联测的方法，各种潮位观测方法。【本讲课程的作业】复习本讲课程内容，预习下一讲的知识

4 9.6 其他验潮仪 板书“9.6 其他验潮仪” 9.6.1 安德拉水位计 板书“9.6.1 安德拉水位计” 水位记录仪( WLR-Waler Level Recorde)是为记录海洋潮位而特别设计的，通常放置于 海底，在规定时间间隔内，测量并记录压力、温度和盐度，然后根据这些数据计算出水位 的变化。仪器由一个高准确度的压传情感器、电子线路板、数据存储单元、电源、圆柱压 力桶组成。 9.6.2 声学水位计 板书“9.6.2 声学水位计” 本仪器适用于无验潮井场合的潮位观测，为港口调度、导航及港口建设随时提供现场 数据，也可用于沿海台站的常规长期潮位观测及水库、湖泊和内河的水位自动测量。 仪器的特点是采用声管传输信号，应用空气声学回声测距原理进行水位变化测量的。 9.6 验潮井的设置 板书“9.6 验潮井的设置” 验潮井是提供长期定点验潮的固定、可靠设施，衡量验潮井的优劣标准通常用消波性 和随潮性来判别。 对于整个验潮并来说，消波性和随波性直接相关的是验潮井的进水孔，若进水孔设计 得过大，则滤波性能差，自记曲线将出现很宽的带状记录，这样观测得出的潮位值既不准 确又给资料的整理带来了闲难。 反之，进水孔孔设计得过小，滤波性能是增强了，但因滤掉一些不应滤掉的波动，虽 则记录曲线平滑，但记录的潮时出现潮时滞后，造成井内外潮位明显的不一致。 因此，进水孔的设计关关乎整个验潮井随潮性、消波性。 【本讲课程的小结】 本讲课程主要介绍了水准联测的方法，各种潮位观测方法。 【本讲课程的作业】 复习本讲课程内容，预习下一讲的知识