测深
数字与等深线共同描述可航水深。
危险物
礁石、浅滩和沉船决定安全航线。
航标
灯塔与浮标把海面变成可识别的路径。
手用测深不是把铅块垂直丢下那么简单
手用测深绳的一端系铅锤,绳上以英寻和英尺分段标记。测量船仍在前进时,测深员站在伸出舷外的平台上,把铅锤向船首前方荡出;等重物落底,船恰好驶到它上方,绳索接近垂直,才能读出较可靠的深度。若只从移动中的船边向下放,水流会把绳拉成斜线,读数会大于真实垂深。
美国海岸测量史料还记录了实际误差处理:浪涌使水面不断升降,测深员要估计平均水面;麻绳湿后会伸缩,作业后需与标准尺度比较并修正。浅水可用 sounding pole,较深水才用 hand lead。1933 年一份测量报告明确写到,测量艇在深水航行中使用手用测深绳、浅水使用测杆,并在记录中注明切换位置。
绳上标记让人夜间也能用手辨认
传统 lead line 的标记不是只有一种颜色。不同英寻位置可以嵌入皮条、布片或其他形状,使测深员在暗处凭触觉报数;未设独特材料的整段则要结合相邻标记判断。具体标记制度随海军、年代和绳长变化,因此文章可以解释“有触觉编码”,却不宜把某一份手册的整套配色说成古今全球统一。
英语 fathom(英寻)在近代英美航海中通常等于 6 英尺,约 1.8288 米,海图和测深记录却可能使用英寻、英尺或米。看到老海图上的裸数字,必须先查图例和版本,不能直接按米读取。日志中表示船速分数的 fathom 也曾有特殊用法,与水深单位不完全是一回事。
测深员报出的不是一个抽象数字,还必须与投铅时刻和位置绑定。早期水文测量利用岸上控制点和三点六分仪定位,再沿预定测线取得一串深度。一个深度量得很准,若位置落错,同样会污染海图;离岸越远、陆标角度越差,定位不确定性通常越大。水深测量从一开始就是深度与位置的成对工作。
铅锤底部的牛脂把海床信息带上甲板
许多测深锤底部挖有凹槽,称 arming,填入牛脂、肥皂、蜡等黏性材料。触底后可能粘回泥、细沙、砾石或碎贝壳。史密森尼展示的海盗船用测深铅锤就保留这种结构;底质不仅帮助判断锚能否抓牢,也可与领航手册中记载的近岸海床特征核对。
在雾中接近海岸时,连续出现的水深梯度和底质变化能提供有用线索,例如从深水细泥逐步进入沙质浅滩。但相同底质可能分布在很多海域,潮汐和流又会影响读数;它不能单独证明船到了哪个港口。可靠领航会把底质、水深、罗盘航向、估计航程、浪形和可见陆标合在一起。
手用铅锤与深海测线是两种尺度的作业
近岸 hand lead 要求快速反复投掷,以便在船还在移动时发现水深变浅;深海测量则受绳重、流阻和触底判断限制。NOAA 的测量史提到,哥伦布和麦哲伦都曾用约 1200 英尺麻绳尝试远洋探底而未触底。未触底只说明水比设备可判定范围更深,不能当成完整海深测量。
19 世纪后期,细钢琴线和更重的铅锤取代麻绳用于深海,机械卷筒帮助收放和记录。20 世纪单波束回声测深仪大幅增加测点,但早期设备体积大,1920—1940 年代的港湾调查仍常把铅线与声学测深混用。技术更替不是“某年以后全部改用声呐”的断崖,而是取决于水深、测量艇和覆盖任务。
海图数字还要经过潮位改正,并且点与点之间可能漏礁
现场读到的是测量时刻水面到海床的距离,海图则要把不同潮位下取得的读数归算到共同基准。NOAA 现代沿海资料常以平均低低潮面 MLLW 为基准,但地区和历史时期采用的 datum 并不完全相同。航海者还要用预报潮高、船舶吃水和安全余量判断能否通过,不能把图上“5 米”理解为此刻必有整整 5 米水深。
铅线每次只测一个点。19、20 世纪早期调查即使单点准确,测线之间仍可能藏有孤立礁石或沉船;单波束声呐同样在航线之间留下空白,多波束和侧扫声呐才显著扩大覆盖。NOAA 的档案说明,部分海图区域仍建立在 1940 年以前的铅线测量上。读海图时,测量年代、测点密度与定位方法和数字本身同样重要。
问题
继续理解这个主题
测深锤为什么常用铅?
铅密度高,同样重量可做得较紧凑,也容易铸造成带底部凹槽的形状;但历史上测深重物的材质、重量和形式并非完全一致。
测深锤底部为什么要涂牛脂?
牛脂或蜡能粘回少量海床材料,让领航员分辨泥、沙、砾石或贝壳,并辅助判断锚地和近岸位置。
手用测深绳能测深海吗?
绳长之外还有流阻、绳重、倾斜和触底判断问题。深海后来改用细金属线、机械卷筒,再由声学测深取代大部分作业。
现场测得 5 米,海图上也一定写 5 米吗?
不一定。现场值随潮位变化,制图时要归算到规定基准面;还要确认位置、单位、测量年代和是否已应用各项改正。
来源
从哪里继续查证
- History of Hydrographic SurveyingNOAA Office of Coast Survey
- What does the age of the survey mean for nautical charts?NOAA Office of Coast Survey
- Shore and Sea Boundaries, Volume 2, Chapter 5NOAA Office of Coast Survey
- A Pirate's GearSmithsonian National Museum of American History
- NOS Hydrographic Surveys CollectionNOAA National Centers for Environmental Information