水位站所观测的信息主要用于水位控制。在海洋及其他感潮水域,观测水面变化的水位站又称验潮站。
观测和记录水面变化的站点。
水位站所观测的信息主要用于水位控制。在海洋及其他感潮水域,观测水面变化的水位站又称验潮站。
按用途、观测持续时间长度或特定的观测方式,通常划分为四种类型:①长期水位站。又称基本水位站,能长期运行,设有观测站房、验潮井等完善的专业观测设施,能够连续观测水位变化并按一定时间间隔记录和输出水位数据。用于观测海面及感潮水域水面变化的长期水位站又称长期验潮站。长期验潮站指已经连续观测,或根据设计目标可以连续观测达到最低的时间要求的验潮站。以年为基本时间单位,理论上的最短连续观测时间为19年。长期验潮站的作用是根据长时间水位观测数据,分析计算潮汐调和常数,掌握潮汐变化规律,确定多年平均海面、深度基准面和其他各类特征潮面,提供框架级海洋测量垂直基准信息,以及为潮汐预报提供精准参数及历元修正信息。鉴于20世纪50年代的验潮站观测数据积累条件,中国将这类验潮站的最短观测时长规定为2年。水位观测是一项基础性工作,长期水位站也通常以水文站、海洋站等综合性专业观测台站的形式出现。②短期水位站。为一定区域范围的海洋测量或其他工程任务需求而设计和布设,连续水位观测时间长度不低于一个月(30天)。布设于海洋和感潮水域的称为短期验潮站,短期验潮站需要在长期验潮站的控制下,传递确定多年平均海面、深度基准面等特征潮面,提供水位控制的垂直基准。连续水位观测数据用于潮汐调和分析,并为水深测量或其他任务提供测区内所需地点和时刻的水位。③临时水位站。又称临时验潮站。连续观测时长短于30天(通常为数天到15天),主要用于海洋区域的海洋测量水位控制、勘察,或高程基准传递项目。通常为补充长期验潮站和短期验潮站对测区水位控制的分布密度不足而布设。用于水位控制和高程基准传递的临时验潮站,主要为确定多年平均海面和深度基准面等相关的垂直基准,提供测区的水位改正数。④定点验潮站。在船只定点锚泊状态下,通过水深测量的方式测定和记录海面变化。定点锚泊验潮方式通常应用于离岸较远的近、远海区域,且以24小时为基本观测时段,实施1次、3次(或多次)观测,目的是通过准调和分析方法计算主要分潮的调和常数,并在长期验潮站和短期验潮站的控制下,推算确定深度基准面,通过潮汐预报方法为近、远海水深测量项目提供水位改正数。
观测设施包括:①水尺。直立于水中,观测水面变化的专用标尺。传统的水位观测器具,通常用于短期验潮站和临时验潮站,以及用于长期水位站自动观测结果的校核,由人工观测方法获取和记录水面变化数据。②浮子式水位计。置于验潮井内,与井内水尺(可弯曲的井内记录尺)相连,漂浮于水面的浮球观测系统。在浮球随着水面升降过程中,设于固定位置的记录指针以模拟方式或转换为数字信号方式记录水位变化。浮子式水位计是长期水位站水位观测的基本装置。③压力式水位计。固定安置于水下某一深度处,测定和记录作用于其上的水柱压力,并转换为高度记录的水位观测设备。在电子技术快速发展和普遍应用的技术条件下,压力式水位计广泛用于短期验潮站和临时验潮站的水位观测,也用于长期验潮站验潮井内的备份或主要观测设施。④声学水位计。利用回声测距原理,测定某一固定地点到水面垂直距离及其变化的水位观测设施。通常用于江河等沿岸水位站。
包括:①水位站零点。水位记录的参考点或“零”刻度位置,是水位观测数据记录的参考点,亦称为水位站水尺零点或水位零点。对于观测海面变化的站点则是验潮站零点。水位站观测和记录的水位均为水面相对于零点的高度。利用水尺观测水位时,一般采用整点观测和记录方式,并在高低潮期间按10分钟的时间间隔加密观测和记录。利用自记式水位计等观测时,通常以较高的频率观测和记录,利用浮子观测水位可实现连续模拟记录。②水位站控制点。为监测水位观测记录装置沉降变化,以及将水位记录转换在特定高程基准所设定的高程控制点。通常称为水位站水准点,分为主要水准点和工作水准点,主要水准点主要用于建立水位站零点与国家高程基准的联系,工作水准点主要用于监测和修正水位观测装置的沉降变化。应用全球导航卫星系统(GNSS)能够测定选定控制点的大地高,通过控制点与水位站零点的大地高差,建立起水位站零点与地球椭球面和地心的联系,便于分析和研究水面的长期性绝对变化。③验潮站潮高基准面。根据水位观测数据推算的验潮站水位参考面,通常与深度基准面一致,用于将直接观测的水位变换为海洋测量所需的水位改正数。