![水位[地質名詞]](/img/1/0c2/nBnauM3X3UjNwMzN5YTO0czNzQTMxYDNwMzMxADMwAzMwIzL2kzL1AzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg "水位[地質名詞]")
基本簡介
水位水位是水體（如河流、湖泊、水庫、沼澤等）的自由水面相對於某一基面的高程。一般都以一個基本水準面為起始面，這個基本水準面又稱為基面。由於基本水準面的選擇不同，其高程也不同，在測量工作中一般均以大地水準面作為高程基準面。
大地水準面是平均海水面及其在全球延伸的水準面，在理論上講，它是一個的連續閉合曲面。但在實際中無法獲得這樣一個全球統一的大地水準面，各國只能以某一海濱地點的特徵海水位為準。這樣的基準面也稱絕對基面，另外，水文測驗中除使用絕對基本面外還涉有假定基本，測站基面，凍結基面等。
表達水位所用基面，通常有兩種：一種是絕對基面，一種是測站基面。中國目前採用的絕對基面是黃海基面，是以黃海口某一海濱地點的特徵海水面為零點的。在以前我省還曾採用過吳淞基面，為使各站的水位便於比較，在“水文年鑑”中均註明了黃海與吳淞基面的換算關係。
如長沙水位站，所使用的基面為吳淞基面，將其換算為黃海基面起算水位，則：黃海基面以上水位=現觀測水位（吳淞基面）―2.280米測站基面，是水文測站專用的一種固定基面，以略低於歷年最低水位或河床最低點作為零點來計算水位高程。為便於比較各站水位，在刊布水文資料時，均註明了該基面與絕對基面的關係，換算關係可將測站基面水位換算為絕對基面水位。
目的和要求
水位水位是反映水體、水流變化的重要標誌，是水文測驗中最基本的觀測要素，是水文測站常規的觀測項目。水位觀測資料可以直接套用於堤防、水庫、電站、堰閘、澆灌、排澇、航道、橋樑等工程的規劃、設計、施工等過程中。
水位是防汛抗旱鬥爭中的主要依據，水位資料是水庫、堤防等防汛的重要資料，是防汛搶險的主要依據，是掌握水文情況和進行水文預報的依據。同時水位也是推算其它水文要素並掌握其變化過程的間接資料。
在水文測驗中，常用水位直接或間接的推算其它水文要素，如由水位通過水位流量關係，推求流量；通過流量推算輸沙率；由水位計算水面比降等，從而確定其它水文要素的變化特徵。
由此可見，在水位的觀測中，要認真貫徹《規範》，發現問題及時排除，使觀測數據準確可靠。同時還要保證水位資料的連續性，不漏測洪峰和洪峰的起漲點，對於暴漲暴落的洪水，應更加注意。
影響因素
水位[地質名詞]水位的變化主要取決於水體自身水量的變化，約束水體條件的改變，以及水體受干擾的影響等因素。在水體自身水量的變化方面，江河、渠道來水量的變化，水庫、湖泊引入、引出水量的變化和蒸發、滲漏等使總水量發生變化，使水位發生相應的漲落變化。
在約束水體條件的改變方面，河道的沖淤和水庫、湖泊的淤積，改變了河、湖、水庫底部的平均高程；閘門的開啟與關閉引起水位的變化；河道內水生植物生長、死亡是河道糙率發生變化導致水位變化。另處，有些特殊情況，如堤防的潰決，洪水的分洪，以及北方河流結冰、冰塞、冰壩的產生與消亡，河流的封凍與開河等，都會導致水位的急劇變化。
水體的相互干擾影響也會使水位發生變化，如河口匯流處的水流之間會發生相互頂托，水庫蓄水產生回水影響，使水庫末端的水位抬升，潮汐、風浪的干擾同樣影響水位的變化。
主要類別
絕對基面1．絕對基面
一般是以某一海濱地點的特徵海水面為準，這個特徵海水面的高程定為0.000米，目前我國使用的有大連、大沽、黃海、廢黃河口、吳淞、珠江等基面。若將水文測站的基本水準點與國家水準網所設的水準點接測後，則該站的水準點高程就可以根據引據水準點用某一絕對基面以上的高程數來表示。
2．假定基面
若水文測站附近沒有國家水準網，其水準點高程暫時無法與全流域統一引據的某一絕對基面高程相連線，可以暫時假定一個水準基面，作為本站水位或高程起算的基準面。如：暫時假定該水準點高程為100.000米，則該站的假定基面就在該基本水準點垂直向下100米處的水準面上。
3．測站基面
測站基面是假定基面的一種，它適用於通航的河道上，一般將其確定在測站河庫最低點以下0.5～1.0米的水面上，對水深較大的河流，可選在歷年最低水位以下0.5～1.0米的水面作為測站基面。同樣，當與國家水準點接測後，即可算出測站基面與絕對基面的高差，從而可將測站基面表示的水位換算成以絕對基面表示的水位。用測站基面表示的水位，可直接反映航道水深，但在沖淤河流，測站基面位置很難確定，而且不便於同一河流上下游站的水位進行比較，這也是使用測站基面時應注意的問題。
4．凍結基面
凍結基面也是水文測站專用的一種固定基面。一般是將測站第一次使用的基面固定下來,作為凍結基面。使用測站基面的優點是水位數字比較簡單（一般不超過10米）；使用凍結基面的優點是使測站的水位資料與歷史資料相連續。有條件的測站應使用同樣的基面，以便水位資料在防汛和水利建設、工程管理中使用。
水位的觀測設備可分為直接觀測設備和間接觀測設備兩種，直接觀測設備是傳統式的水尺，人工直接讀取水尺讀數加水尺零點高程即得水位。它設備簡單，使用方便；但工作量大，需人值守。間接觀測設備是利用電子、機械、壓力等感應作用，間接反映水位變化，設備構造複雜，技術要求高；不須人值守，工作量小，可以實現自記，是實現水位觀測自動化的重要條件。
觀測設備
直立式水尺水位的直接觀測設備
直立式水尺
直立式水尺由水尺靠樁和水尺板組成。一般沿水位觀測斷面設定一組水尺樁，同一組的各支水尺設定在同一斷面線上。使用時將水尺板固定在水尺靠樁上，構成直立水尺。水尺靠樁可採用木樁、鋼管、鋼筋混凝土等材料製成，水尺靠樁要求牢固，打入河底，避免發生下沉。水尺靠樁布設範圍應高於測站歷年最高水位、低於測站歷年最低水位0.5米。水尺板通常是長1米，寬8～10厘米的搪瓷板、木板或合成材料製成。水尺的刻度必須清晰，數字清楚，且數字的下邊緣應放在靠近相應的刻度處。水尺的刻度一般是1厘米，誤差不大於0.5毫米。相鄰兩水尺之間的水位要有一定的重合，重合範圍一般要求在0.1～0.2米，當風浪大時，重合部分應增大，以保證水位連續觀讀。水尺板安裝後，需用四等以上水準測量的方法測定每支水尺的零點高程。在讀得水尺板上的水位數值後加上該水尺的零點高程就是要觀測的水位值。
傾斜式水尺
當測驗河段內，岸邊有規則平整的斜坡時，可採用此種水尺。此時，可以平整的斜坡上（在岩石或水工建築物的斜面上），直接塗繪水尺刻度。設△Z代表直立水尺最小刻劃的長度， 代表邊坡係數為m的斜坡水尺最小刻劃長度。同直立式水尺相比，傾斜式水尺具有耐久、不易沖毀，水尺零點高程不易變動等優點，缺點是要求條件比較嚴格，多沙河流上，水尺刻度容易被淤泥遮蓋。
矮樁式水尺
當受航運、流冰、浮運影響嚴重，不宜設立直立式水尺和傾斜式水尺的測站，可改用矮樁式水尺。矮樁式水尺由矮樁及測尺組成。矮樁的入土深度與直立式水尺的靠樁相同，樁頂一般高出河床線5~20cm，樁頂加直徑為2~3cm的金屬園釘，以便放置測尺。兩相鄰樁頂高差宜在0.4~0.8m之間，平坦岸坡宜在0.2~0.4m之間，測尺一般用硬質木料做成。為減少壅水，測尺截面可做成菱形。觀測水位時，將測尺垂直放於樁頂，讀取測尺讀數，加樁頂高程即得水位。
懸錘式水尺
懸錘式水尺通常設定在堅固的陡岸、橋樑或水工建築物上。它也大量被用於地下水位和大壩滲流水位的測量。由一條帶有重錘的測繩或鏈所構成的水尺。它用於從水面以上某一已知高程的固定點測量離水面的豎直高差來計算水位。懸錘的重量應能拉直懸索，懸索的伸縮性應當很小，在使用過程中，應定期檢查測索引出的有效長度與計數器或刻度盤的一致性，其誤差不超過±1cm。
水位的間接觀測設備
（一）浮子式水位計
（二）水壓式水位計
通過測量水體的靜水壓力，實現水位測量的儀器稱為壓力式水位計。壓力式水位計又分為氣泡式壓力水位計和壓阻式兩種。通過氣管向水下的固定測點通氣，使通氣管內的氣體壓力和測點的靜水壓力平衡，從而實現了通過測量通氣管內氣體壓力來實現水位測量，這種裝置通常稱之為氣泡式水位計。
（三）超音波水位計
超音波水位計是一種把聲學和電子技術相結合的水位測量儀器。按照聲波傳播介質的區別可分為液介式和氣介式兩大類。
單元功能
穩壓電源（1）穩壓電源
將交流或直流供電電源轉變成壓力水位計工作所需要的直流電壓，並使之穩定。
（2）恆流源
將輸入電壓變換成不隨負載和輸入電壓變化的恆定電流輸出，從而使壓力水位計測量值與導線長短無關，且又能減小壓力感測器的溫度漂移影響。
（3）壓力感測器
其等效電路相當於一惠斯登電橋，它將靜水壓力值轉換成與之對應的電壓信號輸出或電流信號輸出。
（4）信號轉換器
將壓力感測器送來的電壓信號或電流信號經過嚴格的取樣、放大或衰減，使信號變成A/D電路所需要的電壓信號。
（5）A/D單元
即模擬量到數字的轉換單元，它是將靜水壓力對應的電壓模擬量信號轉換成與靜水壓力值對應的數位訊號。
（6）顯示及編碼
根據需要將水壓力對應的數位訊號轉換成相應的並行BCD碼或RS232、RS485串列輸出。
結構與組成
超音波水位超音波水位計一般由換能器、超聲發收控制部分、數據顯示記錄部分和電源組成。對於液介式儀器，一般把後三部分組合在一起；對於氣介式儀器一般把超聲發收控制部分和數據處理部分的一部分與換能器組合在一起形成超聲感測器，而把其餘部分組合在一起形成顯示記錄儀。
(1)換能器。液介式超音波水位計一般採用壓電陶瓷型超聲換能器，其頻率一般在40~200 Hz之間。功能均是作為水位感應器件，完成聲能和電能之間的相轉換。為了簡化機械結構設計和電路設計並減小換能器部件的體積，通常發射與接收公用一隻超聲換能器。
（2） 超聲收發控制部分
超聲發收控制部分與換能器相結合，發射並接收超音波，從而形成一組與水位直接並聯的發收信號。該部分可以採用分立元件、專用超聲發、收積體電路或專用超聲發收模組組成。其發射部分主要功能應包括：產生一定脈寬的發射脈衝從而控制超聲頻率信號發生器輸出信號。經放大器、升壓變壓後，實現將一定頻率、一定持續時間的大能量正弦波信號加至換能器。接收部分主要功能應包括：從換能器兩端獲取回波信號，將微弱的回波信號放大再進行檢波、濾波，從而實現把回波信號處理成一定幅度的脈衝信號。由於發收公用一隻換能器，因此發射信號也進入接收電路，為此接收電路的輸入端需要加安全措施以保護接收電路。高性能的超聲發收控制部分應具備自動增益控制電路（AGC），使近、遠程回波信號經處理後能取得較為一致的幅度
（3）超聲感測器
超聲感測器是將換能、超聲發收控制部分和數據處理部分組合在一起的部件。它既可以作為超音波水位計的感測器部件，與該水位計的顯示記錄相連；又可以作為一種感測器與通用型數傳（有線或無線）設備相連。
主要用途
![水位[地質名詞]](/img/8/0cf/nBnauM3X3QjNzkjMzcTO5EDO2ITM5kjM3YTMwADMwAzMxAzL3kzL4QzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmL0E2LvoDc0RHa.jpg)
水位[地質名詞]1）河流、明渠水位自動監測。
2）水庫壩前、壩下尾水水位監測攔物柵壓差監測。
3）調壓塔水位監測。
4）潮水位自動監測系統。
5）城市供水、排污水位監測系統。
主要特點
1）在水位測量過程中沒有任何部件接觸水體，實現非接觸測量。
2）不受高速水流衝擊，不受水面漂浮物的纏繞、堵塞或撞擊以及水質電化反應的影響。
3）設備按裝不需建造水位計台，基建投資小。
4）設備無運動部件，不會因部件磨損鏽蝕而產生故障，壽命長可靠性好。採用實時溫度自動校準技術，精度高。
布設規定
![水位[地質名詞]](/img/a/28c/nBnauM3X3MjM4ATNxgTO5EDO2ITM5kjM3YTMwADMwAzMxAzL4kzLzEzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
水位[地質名詞]一、水尺設定的位置必須便於觀測人員接近，直接觀讀水位，並應避開渦流、回流、漂浮物等影響。在風浪較大的地區，必要時應採用靜水設施。
二、水尺布設的範圍，應高於測站歷年最高、低於測站歷年最的水位0.5m。
三、同一組的各支基本水尺，應設定在同一斷面線上。當因地形限制或其他原因必須離開同一斷面線設定時，其最上游與最下游一支水尺之間的同時水位差不應超過1cm。
四、同一組的各支比降水尺，當不能設定在同一斷面線上時，偏離斷面線的距離不得超過5cm，同時任何兩支水尺的順流向距離不得超過上、下比降斷面間距的1/200。
五、相鄰兩支水尺的觀測範圍宜有0.1～0.2m的重合，當風浪經常較大時，重合部分可適當放大至0.4m。
觀測要點
一、水位平穩時，每日8時觀測一次。穩定封凍期沒有冰塞現象且水位平穩時，可每2～5日觀測一次，月初月末兩天必須觀測。
二、水位變化緩慢時，每日8時、20時觀測二次，枯水期20時觀測卻有困難的站，可提前至其他時間觀測。
三、水位變化較緩慢的峰谷時，每日2時、8時、14時、20時觀測4次。
四、結冰、流冰和發生冰凌堆積、冰塞的時期應增加測次，應測得完整的水位變化過程。
五、枯水期使用臨時斷面水位推算流量的小河上的水位站，當基本水尺水位無獨立使用價值時，可在此期間停測。枯水位觀測，當水邊即將退出最後一支水尺時，應及時向河心方向增設水尺，以測得最低水位及其出現時間。河道乾涸或斷流時，應密切注視水情變化，並應記錄乾涸或斷流起訖時間。
詞語解釋
(1).江河湖海及水庫等自由水面相對某一基面的高程。一般以某個基準面為標準。如黃海基面，大沽基面等。
徐遲《精神分析》：“像山洪暴發一樣湧來，頓時吞沒了田園廬舍，牛羊雞犬，水位一下子漲了十尺。”凌力《星星草》第二七章：“大雨使運河、減河水位增高，無形中給清軍增加了河防的力量。”
(2).地下水面同地面之間的距離。
(3).古代陰陽家以木、金、火、水、土配屬東、西、南、北、中五方，北方為水位。
《左傳·哀公九年》：“史墨曰：‘盈，水名也。子，水位也。名位敵，不可乾也。’”杜預註：“趙鞅姓盈，宋姓子。水盈坎乃行，子姓又得北方水位。”漢班固《白虎通·五行》：“水位在北方。”《左傳·昭公八年》“析木之津”孔穎達疏引隋劉炫曰：“箕在東方木位，斗在北方水位。”
(4).星宿名。屬井宿。即小犬座四星。
《晉書·天文志上》：“水位四星，在積薪東，主水衡。”
