地面测量方法之河潮水位测量

地水体包括水位、水城面积、水深和水量等参数，各个参数的测量方法和手段不尽相同，下面分别予以简述。

水位观测可直接用于水文情报预报，为防汛抗旱、灌溉、航运及水利工程的建设、运用和管理等及时提供水情信息。最为原始的观测设备是直立水尺，需要人工读数。自记水位计一般由感应、传感和记录三部分组成，可实现水位的自记和遥测。按水位计传感器的工作原理，自记水位计可分为浮子式水位计、压力式水位计和反射式水位计。水尺是测站观测水位的基本设施，也是最原始的水位观测方式，方法简单而准确，通常作为衡量其他水位计精度的基准。按水尺型式可分为直立式、倾斜式、矮桩式和悬锤式4种。其中以直立式水尺构造最为简单、经济，为一般水文测站所普遍采用，将水尺装在固定的地方，从高程基准站开始引测到水尺的零点高程的高度，则水位即为水面截于水尺上的刻度数（水尺读数）与水尺零点高程之和。在读取水尺读数时，应注意折光的影响，同时有风浪且无静水设备时，应该记波浪的峰顶和谷底在水尺上所截2个读数的平均值，并应连续观读2～3次，取其均值。

浮子式水位计是最早、目前采用最多的一种水位计，结构比较完善，能够适应各种水位变幅和时间比例的要求。其工作原理是由浮子感应水位的升降，即浮筒随水位的升降而升降，浮筒轮带动着记录筒转动，时钟控制记录笔并在记录纸上反映水位的变化过程[图5.2l（b）]。应用浮子式水位计其浮子直接接触水面，测量可靠，结构简单，满足精度要求，且利用水位升降作为动力，无需动力。但有风浪时钢丝绳与水位轮之间可能会打滑，因而需有测井设备。钢绳会产生质量转移误差，尤其在高精度测量中更为明显。

只适合于岸坡稳定、河床冲淤很小的低含沙量河段使用。

压力式水位计的工作原理是根据测量水面以下已知测点高程以上的水柱的压强推算出水位。在水的重力是常数的条件下，压力式水位计才能得到较准确的观测结果。这种仪器对内陆地区的水位观测比较可靠。由于水的比重与水温、含沙量等有关，因此，在沿海的河口地区及含沙量变化较大的河流，由于淡水与成水相混合及含沙量的变化，水的比重经常发生变化，难以达到要求的精度，使用时需要十分慎重。

与浮子式水位计相比，压力式水位计的特点是不需要建测井，可以将传感器固定在河底，用引压管消除大气床力，从而间接测得水位。该仪器的优点是不需要测井，可在任意地点使用，当水的重度温度不变时，能够达到较高的精度。但是它的传感、接收和显示等部分构造比较复杂，成本较高。

反射式水位计最常用的一种是声波式水位计。其基本原理是，根据超声波在水中的传播速度和时间，测定所经过的距高，从而计算出水位。具体说是在河床上一定高程处安置换能器，测定超声波脉冲讯导从换能器发出经水面反射又回到换能器的时间，该水位计可将换能器错定在水底，不需要建造水位自记井和进水管。受水温和含盐度的影响可通过响应校正工作消除，因此对水温和含盐度有较大的适应性。但是其应用时需要有一定的水深以保证精度。由于泥沙对超声波有较大的衰减作用，所以不适用在多沙的湖库。同时在波浪较大、漂浮物较多的湖库，用超声波水位计观测水位其精度及工作可靠性都受到较大的影响，也不适用。

目前全球已经形成水位观测网。水位监测网络是按照一定原则布设的水文测站体系，是水文测站组成的有机集合体。发达国家的水位站网络发展比较稳定，密度较大，自动此程度高。如美围现有水位站2048处，其监测网密度接近4站/100km2，基本实现了水位信息自动采集并通过公共通信网传输。德国政府也十分重视水位测站的稳定性和水位资料的长期性、连续性，现有4365处水位站，以水位自记为主。日本现有气象、水文（位）双测站1500多处，自动化程度极高，绝大多数测站都建有自动测报系统。