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文檔簡介

1、第七章 海流觀測海水運動=亂流(湍流)+波動+潮流+常流海水運動:如何加以區(qū)分?進行海流觀測時,要按一定的時間間隔持續(xù)觀測一晝夜或多晝夜,所得到的結(jié)果是常流和潮流運動的合成。對一晝夜或多晝夜獲得的資料,經(jīng)過計算,可將這兩部分分離開來。水平方向周期性的流動稱為潮流,其剩余部分稱為常流、余流或通稱為海流。7.1 海流觀測的意義1、直接為國防、生產(chǎn)、海運、交通、漁業(yè)、建港等服務(wù)2、海流影響區(qū)域海洋學(xué)和全球的氣候 >海流決定營養(yǎng)鹽分布(上升流) >海流對氣候的變化有重要的影響7.2 海流計簡介海流觀測用到的儀器有:機械旋漿式海流計、電磁海流計、聲學(xué)多普勒海流計、光學(xué)式海流計、電阻式海流計、

2、遮阻渦流海流計1、機械旋漿式海流計據(jù)旋漿葉片受水流推動的轉(zhuǎn)數(shù)來確定流速,用磁盤確定流向。根據(jù)這類儀器記錄部分的特點,大致可分為厄克曼型、印刷型、照相型、磁帶記錄型、遙測型、直讀型、電傳型等旋漿海流計(1)厄克曼海流計無水深限制,不能測弱流,不能連續(xù)觀測(2)印刷型海流計能夠記錄一段時間內(nèi)平均流速和瞬時流向(3)照相型海流計測量值記錄在耐壓殼內(nèi)的膠上。膠卷一般用寬16mm,長15m,可記錄6000幅圖片,該儀器的測量深度為150m,自記工作時間達30天(4)磁錄式海流計將測量數(shù)據(jù)以二進制編碼方式記錄在磁帶上,磁盤,存儲器,記錄量大,觀測時間長(5)遙測海流計雙頻道的無線電遙測裝置,包括裝在浮標上

3、的傳感器和裝在船上或岸上的接收裝置。流速與流向根據(jù)自記儀紙帶上記錄脈沖頻率和相對位置而進行測定,適合短期現(xiàn)場實時觀測(6)直讀式海流計流速流向測量的電信號均經(jīng)電纜傳遞到顯示器。測量數(shù)據(jù)直觀、材料整理方便、觀測速度快、適合短期現(xiàn)場多層次觀測,費用低2、電磁海流計包括:(1)電磁場電磁海流計(表層,深層)優(yōu)點:可以走航自記。水下部件結(jié)構(gòu)簡易,可靠性高。缺點:由于它與地球垂直磁直強度有關(guān),不能再赤道附近使用,只適用于地磁垂直強度大于0.1奧斯特的海區(qū)(2)人造磁場電磁海流計S4型的電磁海流計,其外形是球形,很好地解決了儀器傾斜對測流的影響,其主要特點是:精度高,測量值可靠,體積小,操作簡便,無靈活部

4、件,對流場無影響3、聲學(xué)多普勒海流計多普勒效應(yīng):超聲源(或發(fā)射器)和接收器(散射體)之間有相對運動,則接收器所接收到的頻率和聲源的固有頻率是不一致的,若它們是相互靠近,則接受頻率高于發(fā)射頻率,反之則低。接收頻率和發(fā)射頻率之差叫多普勒頻移。4、海流計未來的發(fā)展趨勢聲學(xué)測流儀是將來發(fā)展的趨勢大范圍(可以檢測三維立體空間)低功耗,可以長時間觀測實時化7.3 海流的觀測方法一、海流觀測:(1)流向流向指海水流去的方向,單位為度(°),正北為0°,順時針旋轉(zhuǎn),正東為90°,正南為180°,正西為270°(2)流速單位時間內(nèi)海水流動的距離稱為流速,單位為m

5、/s;cm/s二、海流觀測層次參照溫度觀測層次,根據(jù)需要選定。但海流觀測的表層,規(guī)定為03m以內(nèi)的水層三、海流連續(xù)觀測的時間長度不少于25h,至少每小時觀測一次,預(yù)報潮流的測站,一般應(yīng)不少于三次符合良好天文條件的周日連續(xù)觀測四、海流輔助觀測項目風速、風向等氣象條件流體力學(xué)中描述水質(zhì)子運動的方法:歐拉,拉格朗日1、浮標漂移測流法(拉格朗日)浮標漂移測流方法是根據(jù)自由漂移物隨海水流動的情況來確定海水的流速、流向,主要適用于表層流的觀測。最早的漂移物就是船體本身或偶然遇到的漂浮物,以后逐漸發(fā)展成使用人工特制的浮標應(yīng)用雷達定位、航空攝影、無限電定位等工具來測定浮標的移動情況,可以取得較為精確的海流資料

6、被動測流,空間分布特征不均勻2、漂流瓶測表層流漂流瓶(又叫郵瓶)通常被用來研究海流的大致情況,根據(jù)漂流瓶的漂移路徑及所花時間就可以大致確定流速和流向。廉價,早期研究海流(物質(zhì)輸運、長期氣候狀況下)一種常用方法4、雙聯(lián)浮筒測表層流漂流瓶>守株待兔雙聯(lián)浮筒是浮標測流中常用的一種工具,船只錨定后或在海上平臺等相對穩(wěn)定的載體上,在船尾放出雙聯(lián)浮筒,根據(jù)它的移動情況測定表層流的平均流速和流向廉價,早期研究海流(小尺度,短期觀測)一種常用方法7.4 影響海流觀測誤差分析流速儀懸吊在船上或浮標上,所產(chǎn)生的誤差多半是由于平臺運動而產(chǎn)生的1、平臺運動時出現(xiàn)的誤差接近海面的流動由于平臺的影響而改變平臺上的鋼

7、鐵裝置導(dǎo)致儀器上的磁羅針的偏移長吊纜的彈性使儀器的反應(yīng)失真儀器無指示深度的元件,鋼絲繩的傾斜導(dǎo)致深度失真2、平臺緩慢運動時出現(xiàn)的誤差圍繞以臺首為中心擺動,謂之偏擺以錨為中心的擺動名之為回轉(zhuǎn)約100m或更淺些的深度,在1節(jié)流速下,一個小船的偏擺、回轉(zhuǎn)、漂蕩等作用,可以忽略不計在18004000m的深海,根據(jù)一系列的觀測結(jié)果,在接近1節(jié)的流速,錨纜的方位有1°至2°的往復(fù)變化。流速在0.5節(jié)附近時其變化約為±5°偏擺的速度變化為正弦的擺動,周期為2min,這樣求得的結(jié)果是偏擺的振幅為±3m,在偏擺的中心位置附加的流速為8cm/s長吊纜可以緩沖平臺的

8、短暫而急速的運動對儀器的影響,但減低了儀器在深處記錄短周期流動的能力3、平臺快速運動波浪場的誤差浮體在波浪作用下產(chǎn)生的水平速度分量使傳感器實測流速值增加,而附加垂直分量使實測流速減小對自記儀器,則要求適當增加流速感應(yīng)時間,使用時段為3min和5min是恰當?shù)娜斯x器(直讀海流計)多次讀數(shù),取平均流速峰值降低,以5min平均計算,至少削弱0.5%4、鉛魚和吊鏈的影響5、海洋生物的影響對機械旋漿或轉(zhuǎn)子式流速傳感器影響傳感器的動態(tài)特性發(fā)生變化,終使其喪失功能生物附著在換能器上,使儀器的頻率發(fā)生變化壓力傳感器,濁度儀,水下攝像清潔,涂料7.5 近底層海流的觀測海底觀測網(wǎng)地球系統(tǒng)的第三個觀測平臺1、海底

9、觀測網(wǎng)的特點:光電纜聯(lián)接大容量數(shù)據(jù)流高速通信方式大功率連續(xù)供電連續(xù)工作時間2030年多參數(shù)原位環(huán)境監(jiān)測從海底地基向上和向下進行實時探測和實驗工作2、海底長期觀測網(wǎng)絡(luò)的主要構(gòu)成及關(guān)鍵技術(shù)(1)網(wǎng)絡(luò)與連接主干網(wǎng),光電復(fù)合纜節(jié)點與接駁盒的連接插頭(2)海底接駁盒接駁盒功能:電能轉(zhuǎn)換與分配功能數(shù)據(jù)通信功能控制指令傳輸功能海底觀測儀器設(shè)備管理功能不同接口規(guī)范轉(zhuǎn)換功能自維護功能數(shù)據(jù)自存儲功能中繼功能(3)水下觀測節(jié)點技術(shù)難點:針對科學(xué)問題設(shè)計節(jié)點,沒有標準信號的傳輸與控制,不統(tǒng)一能源供給與檢測接駁盒對節(jié)點的要求:浪涌電流,漏電第八章 海浪的觀測1、海浪基本特征:周期:零點幾秒30秒波長:幾十厘米幾百米波高

10、:幾厘米幾十米,30米以上罕見原動力:風恢復(fù)力:重力2、為什么要觀測海浪海浪到一定程度具有很大的破壞力海浪對海洋中的其它過程有重要影響 海浪影響海表面的風應(yīng)力;海浪對海氣通量有重要影響;海浪影響深層的大洋環(huán)流3、海浪觀測的要求岸邊臺站和海上(或船上)實施。岸邊臺站取得代表性的海浪資料海浪觀測的主要內(nèi)容是風浪和涌浪的波面時空分布及其外貌特征觀測項目包括海面狀況,波型,波向,周期和波高,并利用上述觀測值計算波長,波速,1/10和1/3大波的波高和波級海浪觀測有目測和儀測兩種。儀測目前可測波高、波向和周期,其它項目仍用目測。波高的單位為米(m),周期的單位為秒(s),觀測時取至一位小數(shù)海浪觀測的時間

11、為:海上連續(xù)測站,每三小時觀測一次(目測只在白天進行,儀測每次記錄的時間為10至20分鐘,使記錄的單波個數(shù)不得少于100個),觀測時間為02,05,08,11,14,17,20,23時。大面(或斷面)的測站,船到站即觀測。海濱測站的自記儀觀測時間與連續(xù)觀測的要求相同,目測(包括儀器目測)的時間為08,11,14,17時觀測海浪時,還應(yīng)同時觀測風速,風向和水深8.1 海浪的基本要素1、海浪基本要素波長、周期、振幅、波高、波陡(=波高/波長)、波齡、平均波高、累計率波高(如果觀測1000個波,大小排列,第10個最大波高2m,則其累計概率為1%的波高為2m)、部分大波平均波高2、周期、波長和波速(公

12、式)3、波向和波峰線波浪傳來的方向稱為波向在空間的波系中,垂直于波向的波峰連續(xù)叫波峰線8.2 測波方法簡述一、傳感器安裝的位置(1)水面以上的測波儀航空測波法立體攝影法雷達測波法(2)水面附近的測波儀測波桿光學(xué)式測波儀重力式測波儀(3)水面以下的測波儀水壓式測波儀聲學(xué)式測波儀二、測量范圍點式、多點式、面式坐標的選擇在靠近海岸的地方,把儀器固定在海底而取得固定坐標系統(tǒng)而在大洋中卻不易實現(xiàn),通常采用兩種參考坐標:平均海平面和波浪運動較小深度處的靜止層1、單點測量(1)阻容式測波方法固定平臺上,利用改變懸掛在水中的垂直導(dǎo)線的電阻或電容的方法:懸掛在海水中電阻絲的阻值因其沒入水中部分與海水并聯(lián)而發(fā)生變

13、化。水上部分電阻絲的全部阻值加上海水通路的阻值通常是水位的線性函數(shù)高電導(dǎo)鎧裝電纜,所測量的是電纜之間海水通路的電阻,該電阻隨水位升降而減小或增大絕緣導(dǎo)線,那么它的電容是水位的函數(shù)測波準確(毫米級),安裝固定不方便,適合實驗室測量使用(2)、壓力法測波適合淺水安裝使用,安裝固定方便,深水使用受到的限制比較大(3)、慣性測量加速度測量的垂直標準由垂直陀螺儀提供,而垂直陀螺儀本身又根據(jù)幾分鐘內(nèi)的向下平均加速度進行校準。在這段時間內(nèi),波浪加速度的平均值為零,垂直陀螺儀本身校準到真正垂直狀態(tài)使用廣泛,精度相對低(0.20.3米),深海錨定有困難深海定點測波浮標的布防2、多點測量為測量空間分布,方向譜,合

14、理的安放多單點測量的測波儀,可以測量波浪的空間分布特征(1)縱搖/橫搖浮標為了避免短波和長波之間的混淆現(xiàn)象,探頭的排列必須足夠密集,但又必須延伸至足夠大的距離,以便提供良好的波數(shù)或方向分辨率成本高,布防有難度,多用于科學(xué)研究(2)沿直線測波在較長距離內(nèi)對波高進行連續(xù)觀測,可以回避觀測波陣因其空間覆蓋較稀所帶來的困難紅外激光測波儀。用于飛行在海面上空幾百米的飛機上。航空測波法是用飛機拍攝海浪的垂直航空照片,由激光振蕩器發(fā)射的激光照射的照相底片,通過傅里葉變換透鏡在焦面上形成費瑯禾費衍射像,用照相機將其拍攝下來,再用圖像分析裝置(微型光電讀出器)測定這個底片上的衍射光量的強度,監(jiān)測器光量點,并連接

15、它們,就能測量出波浪的方向和能量3、大面積測波(1)照相法用立體攝影測波法測量波高,相對精度低,一張照片只能包括幾十個波浪大量的立體攝影工作,但是,觀測過程帶有主觀性,某些波分量被增強,另外一些分量卻被抑制用此法求得的波浪資料的整理工作既復(fù)雜又繁重(2)微波測波包括:高度計測波、高頻地波雷達、X波段雷達、SAR圖像反演(i)衛(wèi)星高度計測波接收機所接收到的返回脈沖的波形,簡稱為回波波形,它是1000個回波波形的平均值。海面的有效波高(SWH)不同,回波的接收功率及前沿斜坡的斜率也不同,即海面較平靜海浪較?。⊿WH值?。r,回波波形的前沿急驟上升,反之則相反測有效波高精度低(ii)高頻地波雷達主要

16、測量表層流測量范圍廣占地大,布防地點要求高(iii)微波測波的主要特點測量范圍大容易受到天氣的影響要求有平臺的支持精度相對較低8.3 目測波浪目測波浪時,觀測員應(yīng)站在船只迎風面,以離船身30m(或船長的一半)以外的海面作為觀測區(qū)域(同時還應(yīng)環(huán)視廣闊海面)來估計波浪尺寸和判斷海浪外貌特征1、海面狀況觀測海面狀況(簡稱海況)是指在風力作用下的海面外貌特征。根據(jù)波峰的形狀,峰頂?shù)钠扑槌潭群屠嘶ǔ霈F(xiàn)的多少,可將海況分為10級:海況 海面特征0 海面光滑如鏡,或僅有涌浪存在1 波紋、或涌浪和小波紋同時存在2 波浪很小,波峰開始破裂,浪花不顯白色而僅呈現(xiàn)玻璃色3 波浪不大,但很觸目,波峰破裂,其中有些地方

17、形成白色浪花俗稱白浪4 波浪具有明顯的形狀,到處形成白浪5 出現(xiàn)高達波峰,浪花占了波峰上很大面積,風開始削去波峰上的浪花觀測時應(yīng)盡量注意到廣大海面,避免局部區(qū)域的海況受暗礁、淺灘及強流的影響2、波型觀測風浪波型極不規(guī)則,背風面較陡,迎風面較為平緩,波峰較大,峰線較短,45級風時,波峰翻倒破碎,出現(xiàn)“白浪”,波向一般與平均風向一致,有時偏離平均風向20°左右涌浪波型較為規(guī)則,波面圓滑,波峰線較長,波面平坦,無破碎現(xiàn)象波型記法:波型為風浪時記為F;波型為涌浪時記為U當風浪波高和涌浪波高相差不多時記為FU當風浪波高大于涌浪波高時記為F/U當風浪波高小于涌浪波高是記為U/F3、波向觀測十六方

18、位(課本)用羅經(jīng)的方位儀,使其瞄準線平行于離船較遠的波峰線,轉(zhuǎn)動90°后,使其對著波浪的來向當海面無浪或波向不明時,波向欄記為C風浪和涌浪同時存在時,波向應(yīng)分別觀測4、周期和平均周期的觀測周期的觀測平均周期的觀測測量11個波峰相繼經(jīng)過此物的時間如此測量三次,然后將三次測量的時間相加,并除以30,即得平均周期,兩次測量的時間間隔不得超過1min5、部分大波波高觀測根據(jù)觀測所得的平均周期,計算100個波浪所需的時段,然后,在時段內(nèi),目測15個顯著波(在觀測的波系中,較大的、發(fā)展完好的波浪)的波高及其周期。取其中10個較大的波高的平均值,作為1/10部分大波波高值利用觀測1/10部分大波波

19、高值,給出波級6、波長波速的計算8.4 光學(xué)式測波儀1、測波儀的結(jié)構(gòu)(1)俯仰微調(diào)機構(gòu),方位指示機構(gòu)和調(diào)平機構(gòu)調(diào)整儀器和確定波浪方向一、望遠鏡的瞄準機構(gòu)觀測波浪:H:表示儀器物鏡中心在海平面的設(shè)計高度F:表示望遠鏡物鏡焦距h(或B):表示波高標尺上每一個小格所代表的高度,如B=0.5m,即表示每一小格為0.5m(詳細圖片及說明翻閱課本)2、測波浮標浮筒、錨鏈和海底固定物組成(1)浮筒浮筒由測波標桿、浮體、尾管和重錘四部分組成標桿頂部為一漏斗狀的測波標志,桿長一般為1.52.0m浮體是浮筒的主體部分,為兼顧浮標的靈敏度和穩(wěn)定性,浮身略扁使其吃水較淺,尾管略長使其重心較低尾管及重錘,尾管長5060

20、cm(2)錨鏈其長度當水深小于20m時,取水深的兩倍,當水深大于20m時,取水深的1.5倍。此外,再加上該海區(qū)可能出現(xiàn)的最大波高的2倍(3)海底固定物沉石,適用于平坦的海區(qū)鐵錨,適用于淤泥或亂石海區(qū)3、安裝測波儀和測波浮標(1)測波儀的安裝測波室:是波浪觀測的專用建筑,其面向海的一面,應(yīng)凸出呈圓弧或梯形,并有活動窗子,以便使視野盡可能看到左右兩側(cè)最大海面。測波室正面上部應(yīng)裝有較寬的雨篷,室內(nèi)設(shè)備有固定的工作臺,以安裝測波儀測波儀的安裝調(diào)整:測波儀應(yīng)安裝在固定工作臺上。安裝時應(yīng)選擇天氣晴朗,能見度大,大氣折光小,良好天氣進行,其步驟如下:測定南北方向線,在安裝測波儀的位置上,選用羅盤或經(jīng)緯儀,確

21、定測波點的磁南北線,經(jīng)當?shù)卮牌钣喺?,得出真南北方向。然后選以目標物(越遠越好)作為南北方向線的標志,并記下方位角,以便安裝測波儀時,校正南北方向線用方向調(diào)整。移動地盤使地盤的0°刻度線朝北,180°刻度線朝南,然后把螺絲擰緊水平調(diào)整。在工作臺上用地角螺絲固定測波儀底座后,進行水平調(diào)整,在調(diào)整時,轉(zhuǎn)動調(diào)平螺釘將儀器調(diào)平,使圓水泡居中,轉(zhuǎn)動俯仰微動手輪,使管狀水泡居中傾角調(diào)整。(內(nèi)容看書)(2)浮標的安裝安裝浮標前,要調(diào)查了解安裝地點的水深、底質(zhì)和海流情況,以確定浮標規(guī)格,錨鏈長度和海底固定物種類浮標安裝距離,以測波儀實際安裝高度的20倍為宜浮標下水前,要仔細檢查浮標各部件

22、連接是否牢固。浮體是否滲漏,油漆是否剝落等,鐵板銹蝕部分要除銹并涂好防銹漆,錨鏈部分要涂好瀝青漆應(yīng)選擇海面平靜的天氣,并在平潮時拋放浮筒,安設(shè)后立即測量浮標處水深4、波浪諸要素的測定(1)波高觀測扳動解脫手柄,轉(zhuǎn)動望遠鏡,使粗略的對準海上專用浮標,轉(zhuǎn)動微動手輪,精確瞄準后,再轉(zhuǎn)動俯仰微動手輪,使管狀水泡居中,觀測記下浮標最低格數(shù)和最高格數(shù)(2)周期觀測在觀測時,轉(zhuǎn)動方向微動手輪,使望遠鏡瞄準,讓波浪對著觀測者迎面而來,注意某一個波峰何時應(yīng)于分劃板上某一條橫線相重合。等到幾個連續(xù)的波峰相繼通過這條橫線后,停下秒表(3)波向觀測波浪向岸邊傳來或由岸邊向外傳去。觀測時使望遠鏡分劃板水平線與波峰平行,

23、如果波浪向岸邊傳來,物鏡下放刻度盤的度數(shù)即為波向。如果波浪運行方向與上相反,則目鏡下方刻度盤的讀數(shù)即為波向(4)波長觀測儀器的位置與觀測周期相同,調(diào)整俯仰使管狀水泡居中,從望遠鏡中進行觀測,由距離標尺的刻度測出兩個接踵而來的波峰之間共點幾個格,如在距離標尺刻度0.10.3之間的那段中,兩個接踵而來的波峰點據(jù)三格,為30m,將此值乘上系數(shù)H/H=z,即為波長(5)測波儀的其他用途測量距離,如果要測量海面上某物體的距離和位置,可將望遠鏡瞄準此物體,調(diào)整管狀水泡使其居中,用物體吃水線在距離標尺上讀數(shù)(最小格值之內(nèi)可用內(nèi)插法估讀),將此值乘以系數(shù)z,即得出物體至觀測者的水平距離。由分度盤可確定物體方位

24、測量水流和浮冰的速度和方向,這項測量與測量海面上某一物體的運動速度和方向相同。測量以圖解法進行:準備一張被測量的海洋地圖,在這張圖上標出儀器所在的那一點及該點子午線方向,被觀測的那個物體的連續(xù)位置,根據(jù)所得的距離和方位記在地圖上,并注明每一個位置的時間,此后在地圖平面上標出該物體在海面上運動的真正方向和速度測量出冰山的尺寸和冰山的高度第九章 潮位觀測水體的自由水面距離固定基面的高度統(tǒng)稱為水位。海洋中的水位又稱潮位。潮位變化包括在天體引潮力作用下發(fā)生的周期性的垂直漲落,以及風、氣壓、大陸徑流等因子所引起的非周期變化為什么要觀測潮位?潮位是淺海中變化最為顯著的海洋現(xiàn)象長期的氣候變化(海平面的變化)

25、沿岸潮位變化直接關(guān)系到船舶的進出港口海洋和海岸工程建設(shè)海軍的水雷布設(shè)深度風暴潮汐預(yù)報海涂圍墾潮汐發(fā)電潮位觀測對確定平均海平面和深度基準面潮汐標制作海上作戰(zhàn)指揮9.1 潮位觀測的基本概念1、潮位變化的一般規(guī)律高潮、低潮漲潮、落潮平潮、高潮時、高潮水位停潮、低潮時、低潮水位高高潮高、低高潮高低低潮高、高低潮高漲潮時、落潮時、潮周期漲潮潮差、落潮潮差、潮差2、海平面與基準面(1)海平面驗潮站站址確定以后,通過大量觀測資料,就可確定該區(qū)域海平面海平面是測量陸地上人工建筑物和自然物(如山高)高程的一個起算面。這個起算面也叫做基準面。這個基準面是通過大地測量的水準網(wǎng)來相對固定的每個國家或地區(qū)都有自己規(guī)定的

26、基準面:美國以波特蘭驗潮站的多年平均海面作為基準面;歐洲地區(qū)則以阿姆斯特丹的驗潮站的多年平均海平面作為高程的基準面1957年起,我國才統(tǒng)一規(guī)定青島驗潮站的多年平均海平面作為全國高程系統(tǒng)的基準面(2)我國高程基準面之間的關(guān)系(3)基準面和水準點與各種潮位的關(guān)系潮位是以海面與固定基面的高程表示的,所以在選定觀測站之后,就要確定該測站潮位觀測的起算面(簡稱測站基面)水文資料中提到的測站基面有:絕對基面、假定基面、凍結(jié)基面、海圖深度基準面等 絕對基面:一般是以某一測站的多年平均海平面作為高程的零點,因此海平面又叫絕對基面。如青島零點(基面)、吳淞零點(基面)等驗潮零點:(水尺零點)是記錄潮高的起算面,

27、其上為正值,其下為負值。一般來講,驗潮零點所在的面稱為“潮高基準面”,該面通常相當于當?shù)氐淖畹偷统泵妫?)平均海平面及其變化規(guī)律將某測站測得任意時段的每小時的潮高取平均值,稱為某測站的、在某一段時間的平均海面。平均海平面有日平均海面、月平均海面和年平均海面。從實際觀測得到的潮位資料中,發(fā)現(xiàn)每天、每月和每年的平均海面都是變化的。同時發(fā)現(xiàn)不同地點的平均海面也有差異平均海面隨時間變化平均海面隨地點變化9.2 測站的設(shè)置1、驗潮站站址的選擇驗潮站的潮汐情況在本海區(qū)必須具有代表性,這是選擇驗潮站的主要條件選擇風浪較小,來往船只較少的地方,這樣有利于提高觀測的精度;也能避免水尺被風浪刮倒,被船只撞倒,給工

28、作帶來不便選擇在海灘坡度大的地方,使水尺位置便于由岸上進行觀測應(yīng)盡量利用現(xiàn)有碼頭、防波堤、棧橋等海上建筑物作為觀測點,而且應(yīng)避開沖刷、淤積、崩塌等使海岸變形迅速的地方在不影響上述條件的前提下,可把驗潮站站址選擇在居民點附近,以便從事水位觀測的觀測員安排好生活2、常用的驗潮儀人工設(shè)置的標桿水尺進行潮位觀測1831年美國研制成功自記驗潮儀遙測驗潮儀潮位觀測仍然需要使用水尺觀測。水尺觀測方法簡單方便,但它不能連續(xù)自記,而且還需要較多的人力,因此多用于在臨時觀測站進行潮位觀測或永久觀測站上的自記水位計的潮位校核自記水位計觀測法具有記錄連續(xù)、完整、節(jié)省人力等優(yōu)點,因而被一般永久性測站所普遍采用3、水尺的

29、設(shè)置及維護水尺是驗潮站觀測的基本設(shè)備,傾斜式、矮樁式和懸錘式四種(1)直立水尺安裝開敞式水域安裝方法:根據(jù)不同海底底質(zhì)。對于海底是泥沙等較軟的水域,先固定在木樁上再打入海底,四周拉上鉛絲加以固定對于海底堅硬的地區(qū),可在大石塊中間打一孔插入水尺,或用水泥、沙、石澆成水泥沉石,將木樁澆在中間,再將水尺固定在木樁上,然后放入海中,同時用鉛絲加固有依托物的水尺設(shè)置方法:水尺安裝則可依照具體地形、地勢,將水尺固定在這些人造的邊壁上,無論用何種方法安裝,都要使水尺達到穩(wěn)定、牢固和垂直的要求海灘坡度小且潮差又大的地方,只設(shè)立一根水尺是不夠用的,此時需要設(shè)立兩根以上的水尺,每兩根水尺之間需重合0.5m左右(2

30、)傾斜式水尺(3)短樁式水尺(4)懸臂式水尺4、水準點的設(shè)置水尺設(shè)置之后,即可從水尺上讀取海面的高度。這個高度是從水尺零點起算的,一旦水尺別撞倒,那么所觀測的潮位資料以及由此計算的平均海面、深度基準面便沒有依據(jù)非連續(xù)的觀測需要在岸上設(shè)立固定水準點(固定在巖石或水泥樁上),并求出水尺零點和岸上水準點之間相對高度水準點是長期保存的,即使撤銷了水尺,也能夠知道水尺零點、平均海面和深度基準面的位置。而且在驗潮期間,可以用來經(jīng)常檢查各水尺零點有否變化,即使另設(shè)水尺也可以保證前后資料的統(tǒng)一性設(shè)置固定水準點之后,應(yīng)與國家水準網(wǎng)的水準點進行聯(lián)測固定水準點應(yīng)設(shè)在測站附近,設(shè)置地點要求堅實穩(wěn)定。潮水不能淹沒,不要

31、設(shè)置在離鐵路、公路太近和土質(zhì)松軟的地方,以及不堅固的建筑物上,以免損壞由于固定水準點一般離水尺有段距離,而且平時用土堆覆蓋,然而在潮汐觀測期間,卻要經(jīng)常檢查水尺零點是否變動。為了方便起見,在水尺附近另設(shè)臨時校核水準點,校核水準點的設(shè)置墻水準點的設(shè)置:利用適于放置水準尺的建筑物(碼頭、防波堤等)凸出部分或巖石上,用油漆作上記號,即成為臨時墻水準點木樁水準點的設(shè)置:土層覆蓋很厚的地區(qū),可設(shè)置木樁作為臨時水準點,木樁水準點的頂部做成半菱角形的尺座,尺座上釘以帶球形帽的釘作為標點5、驗潮井的設(shè)置及維護短期驗潮站只需設(shè)立水尺,水準點,對長期驗潮站來說,需要設(shè)立驗潮井驗潮井是為了安裝驗潮儀而專設(shè)的建筑物。

32、驗潮井按其建筑結(jié)構(gòu)形式分為島式和岸式兩種(1)島式驗潮井(2)岸式驗潮井水準儀的結(jié)構(gòu)原理和測量方法(書中有詳情)幾種特殊情況下的聯(lián)測方法利用潮面水準聯(lián)測法,測出水尺零點與水尺零點之間的高差當水尺設(shè)立在淺灘較大的地區(qū),無法用水準儀測量工作水準點對水尺零點的高差時,可以靠近岸邊的地方設(shè)立一根“聯(lián)測水尺”當懸式水尺進行潮汐觀測時,由于水尺呈水平方向,不能直接與水準點進行水準聯(lián)測,此時可以在海面平靜時的某一時刻,將海面在岸邊位置作一標記(選擇一個堅固的朝上的地點),于同一時刻記下指針在水尺上的讀數(shù),用水準儀測量出水準點對岸邊標記的高差,將此高差加上岸邊標記對應(yīng)于水尺上的讀數(shù)就是水準點對水尺零點的高差9.4 利用水尺進行潮位觀測1、觀測與記錄水位觀測一般于整點每小時觀測一次,在高、低潮前后半小時內(nèi),每隔10分鐘觀測一次在有波浪時,應(yīng)抓緊時機,在小浪時連續(xù)讀取三個波峰和三個波谷通過水尺時的讀數(shù)進行水尺組觀測時,必須掌握時機,選擇兩支相鄰水尺同時進行觀測。根據(jù)復(fù)讀或校測結(jié)果訂正記

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