驗潮站

潮汐觀測通常稱為水位觀測，又稱驗潮。其目的是為了瞭解當地的潮汐性質，應用所獲得的潮汐觀測資料，來計算該地區的潮汐調和常數、平均海平面、深度基準面、潮汐預報以及提供測量不同時刻的水位該正數等，提供給有關軍事、交通、水產、鹽業、測繪等部門使用。潮汐觀測是海洋工程測量、航道測量等工作的重要組成部分。潮汐測量，就是測量某固定點的水位隨時間的變化,實際上就是測量該點的水深變化。海道測量所採用的驗潮站,分為長期驗潮站與短期驗潮站、臨時驗潮站和海上定點驗潮站,長期驗潮站是測區水位控制的基礎,它主要用於計算平均海面和深度基準面,計算平均海面要求有兩年以上連續觀測的水位資料。短期驗潮站用於補充長期驗潮站的不足,它與長期驗潮站共同推算確定區域的深度基準面,一般要求連續30天的水位觀測。臨時驗潮站在水深測量期間設置,要求最少與長期驗潮站或短期驗潮站同步觀測三天,以便聯測平均海面或深度基準面,測深期間用於觀測瞬時水位,進行水位改正。海上定點驗潮,最少在大潮期間與長期或短期站同步觀測三次24h,用以推算平均海面、深度基準面和預報瞬時水位。

其主要結構有驗潮井、浮筒、記錄裝置組成。工作原理如下：通過在水面上隨井內水面起伏的浮筒帶動上面的記錄滾筒轉動，使得記錄針在裝有記錄紙的記錄滾筒上畫線，來記錄水面的變化情況，達到自動記錄潮位的目的。這種通過機械運動獲得的潮位的過程可以通過數字記錄儀來完成。，其特點是堅固耐用，濾波性能良好，其缺點是聯通導管易堵塞，成本高，機動性差。井式自記驗潮儀一般包括浮子式與引壓鍾式驗潮儀。

浮子式驗潮儀是利用一漂浮於海面的浮子，它隨海面而上下浮動，其隨動機構將浮子的上下運動轉換為記錄紙滾軸的旋轉，記錄筆則在記錄紙上留下潮汐變化的曲線。引壓鍾式驗潮儀是將引壓鍾放置於水底，將海水壓力通過管路引到海面以上，由自動記錄器進行記錄。為了消除波浪的影響，需在水中建立驗潮井，即從海底豎一井至海面，其井底留有小孔與井外的海水相通，採用這種“小孔濾波”的方法將濾除海水的波動，這樣井外的海水在湧浪的作用下起伏變化，而由於小孔的“阻擋”作用，使井內的海面幾乎不受影響，它只隨着潮汐而變。井上一般要建屋以保證設備的工作環境。這兩種驗潮儀由於安裝複雜，須打井建站，適用於岸邊的長期定點驗潮。其特點是精度較高，維護方便，但一次性投入費用較高，不機動靈活，對環境要求高(如供電、防風防雨等)。國內的長期驗潮站大多采用這兩種設備。

超聲波潮汐計主要有探頭、聲管、計算機等部分組成。。其主要特點是利用聲學測距原理進行非接觸式潮位測量。基本工作原理是通過固定在水位計頂端的聲學換能器向下發射聲信號，信號遇到聲管的校準空和水面分別產生回波，同時記錄發射接收的時間差，進而求得水面高度。特點是使用方面，工作量小，濾波性能好，適用測量。

壓力式驗潮儀是一種較新型的驗潮設備，已逐步成為常用的驗潮設備，它是將驗潮儀安置於水下固定位置，通過檢測海水的壓力變化而推算出海面的起伏變化。按結構可以分機械式水壓驗潮儀和電子式水壓眼驗潮儀。機械式水壓驗潮儀主要有水壓鍾、橡皮管、U型水銀管和自動記錄裝置組成。電子式水壓眼驗潮儀主要有水下機、水上機、電纜、數據鏈等部分組成。

聲學式驗潮儀屬無井驗潮儀，根據其聲探頭(換能器)安裝在空氣中或水中而分為兩類。探頭安置在空氣中的聲學式驗潮儀(如國家海洋局海洋技術研究所生產的聲學式驗潮儀)是在海面以上固定位置安放一聲學發射接收探頭，探頭定時垂直向下發射超聲脈衝，聲波通過空氣到達海面並經海面反射返回到聲學探頭，通過檢測聲波發射與海面回波返回到聲探頭的歷時來計算出探頭至海面的距離，從而得到海面隨時間的變化。潮汐數據可存放於存貯器內。

GPS驗潮是隨着差分GPS(DGPS)技術的不斷成熟和發展而逐步發展起來的新技術，它是GPS技術發展的主攻方向之一，尚處於試驗階段。它是應用了GPS實時動態(Real Time Kinematic——RTK)測量技術，是GPS測量技術與數據傳輸技術相結合，而構成系統。其工作原理是，在基準站安置一台GPS接收機，對所有可見GPS衞星進行連續地觀測，並將其觀測數據，通過無線電傳輸設備，實時地發送給用户觀測站。在用户機上。GPS接收機在接收GPS衞星信號的同時，通過無線電接收設備，接收基準站傳輸的數據，然後根據相對定位的原理，實時地計算並顯示用户站的三維座標。 ^[1] 

海道測量用的驗潮站，根據對觀測精度的要求和觀測時間的長短，可分為長期驗潮站、短期驗潮站、臨時驗潮站和定點驗潮站。

①長期驗潮站又稱基本驗潮站。其觀測資料用來計算和確定多年平均海面、深度基準面，以及研究海港的潮汐變化規律等。

②短期驗潮站是海道測量工作中補充的驗潮站。一般連續觀測30天，用來計算該地近似多年平均海面和深度基準面。

③臨時驗潮站多是為了水深測量、疏浚施工、勘察性驗潮，以及轉測平均海面和深度基準面等的需要而建立的。觀測時間一般為3～5天。

④定點驗潮站是指離岸較遠的海上驗潮站。通常在錨泊的船上用回聲測深儀進行一次或三次24小時的水位觀測，參照長期驗潮站或短期驗潮站推算平均海面、深度基準面，計算主要分潮調和常數和進行短期潮汐預報。

為了使觀測資料能充分反映當地潮汐變化規律，需選好驗潮站站址。

長期驗潮站，多設在海港內水比較深且有防風浪設施的地點；

短期和臨時驗潮站，可設在受風浪和涇流影響較小、能充分反映測區潮汐情況的地點；

定點驗潮站，可設在能反映測區的潮汐特性、測量船可錨泊的海底平坦且風浪和海流較小的海域。

水位觀測一般分為水尺觀測和自記驗潮儀記錄兩種。

①水尺觀測，即在選定的地點設置水尺，一般每小時人工觀測一次，但在高潮、低潮、平潮及其前後半小時內每隔10分鐘觀測一次，記錄潮高，並繪製水位曲線。

②自記驗潮，將自記驗潮儀設置在驗潮井和驗潮房內自動記錄。自記驗潮儀的形式多種多樣，按工作原理可分為水壓式、浮標式、電傳式；按記錄時間長短可分為日記式、週記式、月記式；按記錄裝置的樣式可分為立式或卧式等。常用的浮標式自記驗潮儀的浮筒隨潮汐漲落而升降時，記錄筆即在記錄紙上自動繪出水位變化曲線。

每個驗潮站都要確定一個驗潮站零點，作為本站各水尺或驗潮儀的統一潮位假定起算零點。為了固定驗潮站的平均海面和深度基準面，以及檢查水尺或驗潮儀零點的穩定性，在長期驗潮站和臨時驗潮站附近，均建有水準點。 ^[1]