在海边观察海面的动态变化时，最易感知的是波浪，风等引起的波浪使海面一直处于变化中。但需注意的是，水位观测是测量验潮站处海面的整体升降。从变化周期上，一般波浪的周期为0.1s至30s，而振幅达到1cm以上的分潮周期都在2小时以上。因此，在水位观测时需滤除高频的波浪影响，方法主要有两种:一是通过验潮井抑制波浪(如图3.1所示)，通常只有长期验潮站才建有验潮井，具有良好的消波性能；二是低通滤波，又可细分为:①测量时高频采样，采用数秒至数十秒内的平均值；②水位数据预处理时，对水位数据进行平滑。
水位观测方法与手段主要取决于采用的仪器设备。下面介绍在沿岸水深测量中布设验潮站时常用的几种水位观测仪器。
3.1.2.1 水尺
水尺的外形与水准标尺相似(如图3.2所示)，是最古老的水位观测仪器。早期，水尺是3～5m的木质长尺，现在一般是由1m长的不锈钢、高分子、铝板、搪瓷铁片等材质的水尺拼接而成。水尺观测水位的原理非常简单:将水尺竖直固定于码头壁、海滩上，人工读取水面在水尺上的位置，记录海面在水尺零点上的高度，并结合钟表计时。由此可知，水尺验潮具有工具简单、造价低、易操作、读数直接的特点。
图3.2 水尺
设立水尺的要求是竖直牢固，高潮不淹没、低潮不干出。对于潮差大或者长滩涂区域，可按需要沿坡设立多根水尺，通过水准联测或水面联测，确定各水尺零点间的高差关系。水位观测时，依海面的位置选择合适的水尺进行读数，不同水尺零点读数应归化到同一的水位零点。
海面受波浪的影响，在水尺上的位置是起伏变化的，读数时需人工判断海面的平均位置以减弱波浪的影响。在海况恶劣、波浪较大时，人工读数的精度较低且存在一定的危险性。长时间验潮时，简单重复的读数工作易使人厌烦，可能出现漏测、读数错误等情况；并且可能需两人或多人轮流值守，人力成本较高。因此，水尺通常用于易设立与读数的码头等地点、实施短时间的验潮。
利用水尺读数直接的特点，水尺常用于检核其他自动验潮仪器，如长期验潮站的验潮井内外一般都设有水尺(如图3.1所示)，定期由水尺检核自动验潮仪器的可靠性，并通过对比井内外的水位数据，计算井内外的时间延迟，进而评估验潮井进水管的通畅程度。
3.1.2.2 压力验潮仪
压力验潮仪是通过测量海水的压力变化而间接推算出海面的升降变化。在水深测量中，电子式压力验潮仪是验潮站布设的最常用的验潮设备，图3.3为某型电子式压力验潮仪的安装示意图。
图3.3 压力验潮仪安装示意
验潮仪固定安装于水下，设传感器上的水体产生的压力为PW，按液体压强公式换算得到瞬时海面在传感器上的高度h:
式中，ρ为海水密度；g为当地重力加速度。
式(3.1)是压力验潮仪的基本原理。电子式压力传感器可分为表压式与绝压式(如图3.4所示)，相应的压力验潮仪分为有缆式和自容式两种。
图3.4 传感器类型示意(www.xing528.com)
1.表压式传感器
表压是指相对大气的压力值，传感器测量的是传感器上水体产生的压力值，即式(3.1)中的PW。此时，验潮仪需以空心线将传感器与海面大气相连通，将瞬时海面气压传输到传感器，作为压力测量的基准。该种验潮仪为有缆式压力验潮仪，如图3.3中的验潮仪，需以水密多芯电缆与水上接收机相连接，多芯电缆中包括供电电缆、数据传输电缆与空心气管等，必须保持空心气管中空气的自由流通。
2.绝压式传感器
绝压是指相对真空的压力值，传感器测量的是传感器上大气压与水体产生的压力值之和，设为P，若设瞬时海面大气压为P0，则
采用绝压式传感器的验潮仪不需气管与海面大气相连通，可制作成内置电池与存储的自容式压力验潮仪。但需利用另一台绝压式压力验潮仪或气压计测量海面的气压变化，与水下验潮仪的间隔一般在100km以内即可。在水位数据后处理时，对水下验潮仪的观测数据按式(3.2)进行气压改正。
有缆式压力验潮仪的优点是可实时接收与查看数据，长时间连续观测；缺点是因电缆限制而多用于岸边，气管必须保持顺畅与水密。自容式压力验潮仪的优点是十分轻便、布设自由、隐蔽性强；缺点是需同步测量气压并实施气压改正、无法监视实时状况，若测量期间丢失或出现故障，则丢失全部数据或缺测部分时段数据。部分用于长距离验潮的有缆式压力验潮仪，因难以保持长距离的气管顺畅而采用绝压式传感器，此时也需气压改正。
自容式压力验潮仪或有缆式压力验潮站的传感器必须固定安装于水下，且保证在可能出现的最低潮时也能离海面一定距离(如图3.3中的0.5m)。在离岸海底安装压力验潮仪时，需考虑:一是仪器的稳定性，验潮仪加装于配重底座上，海流、海水冲刷等可能引起底座的移动、倾斜或沉降等；二是仪器的安全性，安装浮标警示设施，减小拖网渔船等破坏的可能性。
在式(3.1)中，海水密度ρ一般采用经验或水密度测量结果，取为一常量。在河口等水密度变化较大的区域，应进行一定频次的水密度观测，在涨落潮期间还应增加观测次数。在数据后处理阶段，ρ视为随时间的变量，依水密度观测结果实施水密度改正。
3.1.2.3 声学水位计
声学水位计是由固定于海面上的探头向海面发射声波，测量海面与探头间的距离变化，即为海面的升降变化。图3.5为某型声学水位计的安装示意图:套管竖直固定于码头壁，套管起削弱波浪影响的作用，应保证其底部一直在水面以下；声学水位计竖直固定安装于套管上部中央，应保证探头与水面的距离一直大于水位计的最小探测距离(如图3.5中的0.5m)。
因声速与温度、湿度等相关，故声学水位计需进行声速改正。
3.1.2.4 雷达水位计
雷达水位计(如图3.6所示)是由固定于海面上的探头，向海面发射电磁波，测量海面与探头间的距离变化，即为海面的升降变化。相比于声学水位计，电磁波的测距精度更高，且受气压、温度与湿度的影响更小。
图3.5 声学水位计安装示意
图3.6 雷达水位计示意
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