29.3.1 水位观测的仪器
水位观测的仪器有水尺和自记水位计。用水尺观测水位称为直接观测；而用自记水位计观测水位称为间接观测。
按水尺断面性质和作用的不同，水尺分为基本水尺、辅助水尺、比降水尺、最高水位水尺（洪峰水尺）。
基本水尺是水文站和水位站用来观测水位的主要水尺。
辅助水尺是当测验河段出现横比降或在利用堰闸、涵洞等测流设施，有淹没出流时，在河流对岸或下游专门设立的水尺。
比降水尺是为观测河流水面比降而在测验河段上、下游所设立的水尺。
最高水位水尺（洪峰水尺）是汛期专门用于测记洪峰水位的水尺。
水尺可分为直立式、倾斜式、矮桩式和悬垂式4种，其中直立式应用的最为普遍，其他三种则根据地形和需要而定。
水尺上设有专门的刻度，可以直接观测水位，人工看水位主要用水尺板或水尺桩，观测时记录水尺读数，水位按式（29.8）计算，即
式中：水尺零点高程是指水尺板上刻度起点的高程，可以预先测量出来。
水尺设置的位置必须便于观测人员接近，直接观读水位，并应避开涡流、回流、漂浮物等影响。在风浪较大的地区，必要时应修建静水井与河道观测断面连通，将水尺设置在静水井中测量水位。
自记水位计是由感应器、传感器以及记录装置三部分组成自动测量水位的仪器。水位传感器有超声波传感器、压力传感器、液深传感器和浮子传感器。自记水位计可以测记整个水位的变化过程。
自记水位计有浮子式水位计、气泡水位计、压力式水位计、超声波水位计和雷达水位计等，这里主要介绍浮子式水位计、压力式水位计和超声波水位计的原理和特点。(https://www.daowen.com)
1.浮子式水位计
浮子式水位计是利用水面的浮子随水面一同升降，并将它的运动通过比例轮传递给记录装置或指示装置的一种水位自记仪器。由感应部分、传动部分、记录部分、外壳等部分组成。浮子式水位计按记录时间长短分为日记型、旬记型、月记型。
2.压力式水位计
压力式水位计主要由压力传感器、引压管路（包括信号和供电电缆）、测量仪器和显示仪器组成。其原理是通过用压力传感器或压力变送器测量出测点的静水压强值，根据水体重度计算出测点以上的水面高度，推算出对应的水位值。根据压力接触原理可以分为水下直接测量和通过通气管传递水下压力的气泡式间接测量的方式，所用传感器为压力式传感器。
3.超声波水位计
超声波水位计是一种把声学和电子技术相结合的水位观测仪器。利用超声波在不同介质中的传播特性差异，将换能器安装在水下（液介式）或水上（气介式）某一已知高程位置，通过记录换能器脉冲源所发射超声波信号，测量超声波通过水面反射的往返时间来测量水位的仪器。
图29.5为非接触式超声波水位传感器的工作原理图。在测量水位时，传感器向水面发射超声波，到达水面反射后又传回传感器，从发射到接收之间有一段时间差t，可由式（29.9）计算传感器至水面的距离。
式中：c为超声波的传播速度；H为传感器到水面的距离；t为超声波从发射到接受的时间。
知道H后即可利用传感器的安装高程计算出水面高程。
由于外部环境如温度、湿度、气压等因素的影响，使得超声波的传播速度有一些波动，影响测量精度。
图29.5 非接触式超声波水位传感器工作原理示意图