海岸广义水文学.ppt

浮筒及液位计 ②观测方法 设置在岸坡上的岸用光学测 波仪由配有透视网格的单筒 望远镜和带有水准仪的分度 盘组成，透视网格见图6-14. 透视网格正中垂线为测距标 尺，以km表示；B为波高标 尺，B=0.5指每格代表0.5m； H=10m指要求仪器的光学轴 高程离海平面的设置高度为 10m；上端横线为海天分界 线；F为物镜焦距；斜线供测 漂流速用。 测波仪浮筒设置在水深足够且海面开阔的海滨地区。浮筒 与岸上测波仪的水平距离为仪器所要求的设置高度20倍左 右。我国生产的岸用测波仪有3种，其设置高度分别为10m、 20m和40m。浮筒顶上安装照明灯，可定时点亮供晚间观测。 观测时浮筒跳动一次的时间间隔就是周期；浮筒杆顶端在 波高标尺上的跳动格数乘以波高标尺B值就是波高；使视线 平行于波峰线，转动90°后即为波向线，由罗盘读取波向。 设置仪器时，因受地形限制，实际的设置高度不可能正好 等于所要求的设置高度h，且潮位时刻变化，浮筒也随之涨 落，故所得的波高应乘以订正系数 ， 就是实际设 置高度，它与仪器高程及各时刻潮位有关。 岸用光学测波仪每天4次定时（京时08、11、14、17）进 行观测，如大浪出现在夜间或雾天可能漏测，这是该类仪 器最大缺点之一。其次，海上表层海流和风都能使测波浮 筒发生偏移，影响测量精度。但该类仪器结构简单、操作 方便、价格低廉，我国沿岸台站30余年的波浪资料基本上 都是用它观测的，对它有所了解，利于正确使用观测记录。 (2)遥测重力测波仪 遥测重力测波仪是60年代逐渐发展起来的新型测波仪器， 它分为船用和浮标用两类。浮标用的重力测波仪又称测 波浮标，这类仪器由海上、陆上两大部分组成。 遥测波浪仪的工作原理是利用测量波面水质点运动的加 速度的办法来实现测量波高的，它利用安装在浮标内或 浮标下的重力加速度计来反映海面水质点的运动。海面 质点（浮标）在不同的时刻具有不同的重力加速度，为 此只需把测得的反映重力加速度大小的频率信号经过二 次电路积分，就可获得相应的波浪高度信号。积分器输 出的相应于波高的电压信号，输入到压控振荡器，从而 得到相应于波高的频率输出，并作为调制信号来调制发 射机载波，再通过发射天线把信号发到岸站。 遥控测波仪的工作方式是由时钟控制定时记录，如每 3h、4h或6h记录一次，每次15—30min。 测波输出资料除波形曲线外，经微处理机处理后还给 出波浪的各种特征值，如平均波高 、平均周期 、 最大波高 、最大周期 等及波浪频率谱以至方 向谱等。 遥控测波仪的优点是自动化程度高、适应性强、不受 天气影响，可获得大风浪时的资料；其缺点是成本高、 维修费用大、浮标易丢失或受损、有些仪器还不能给 出波向。因此，目前在我国这类仪器还仅局限于海洋 调查和筑港地区的临时观测站使用。 （3）压力式测波仪 压力式测波仪的基本原理是利用海面波动时所 形成的不同水柱压力差来测定波高的。其特点 是采用差动式压力变换器。在它的一侧感受总 的静水压力，其时各种周期性的波动由低通过 滤器滤去，而另一侧则感受总的水柱压力加上 波浪压力，两者之差即为波浪信息，该信息与 由潮汐变化、大气压力变化等所引起的水柱变 化无关。 为弥补沿海台站的不足，在沿海航行的我国船舶每天四次定时将所在水域的水文气象资料向岸台发报，称为船舶报。 船舶报的内容包括：观测时船舶所在海域的经、纬度、风速和风向、波高、周期和波向。如船上备有测波仪，则能分别给出风浪波高、涌浪波高和各自的波向；如无测波仪器，则采用目测，即按海面征象，根据表6-3的风力等级表，按波级记录。各个波级的波高范围见表6-8（P99）。船舶报资料的有点是地域范围广泛；缺点是观测不定点、不连续、不定期。 二、海浪资料的整理 对于用岸用光学测波仪观测记录的月报表中，其内容包 括当月每日四次定时记录的风速、风向、海况（级）、 波型、风浪向、涌浪向、周期、波高、最大波高和测波 点水深。应指出的是：报表中的“周期”指平均周期； “波高”指连续100个波中，按波高从大到小排列，前10 个大波的平均值；而“最大波高”指100个波高中的最大 值，使用时应特别注意。 表示某海区各向各级波浪出现频率及其大小的图称为波 浪玫瑰图。为绘制波浪玫瑰图应对海区多年的波浪观测 资料进行统计整理，先将波高或周期分级，一般波高可 每间隔0.5-1m为一级，周期每间隔1s为一级，然后从月 报表中统计各向各级波高或周期的出现次数，并除以统 计期间的总观测次数，即得频率。 为得到可靠的波浪玫瑰图，一般需1-3年的连续资料，或 选择有代表性的