日常生活中,我們經常聽到“海拔高度”這一概念,例如,珠穆朗瑪峰的海拔高度為8848.86米,這代表測量結果,我們今天所談的高程基準,則是參考標準。在我國,由于歷史和技術發展的原因,存在多個不同的高程基準,其中最具代表性的是吳淞高程和1985國家高程基準(曾叫黃海高程,簡稱“85高程基準”),它們是兩大具有里程碑意義的基準體系,如同大地的“標尺”,見證著不同時代的建設需求。
【什么是高程基準】
簡單來說,如果海拔是“數值”,那么高程基準就是“零點”,海拔只有基于特定的高程基準才具有實際意義。
最初使用高程,是從測量山峰高度開始的。測量山峰高度,首先必須確定基準面,這是前提條件。根據所選擇基準面的不同,高度也會有所不同。受人類活動范圍的影響,人們多數情況將地面高度作為常用的高度指標,但由于地面起伏不平,而且各地區不統一,難以找到統一的基準面來科學比較不同地區山峰的高度。隨著認知范圍的拓展,人們發現海洋包圍著所有大陸和島嶼,海平面雖然有變化,但年平均海平面基本不變,而且全世界海平面相差無幾。因此,海平面成為了各國測量地物高度的標準基準面(又稱為零點),由海平面起算的高度就是海拔高度或絕對高度,也稱為高程。不同基準的起算面設定差異,會導致同一地點的高程數值出現顯著不同。因此,如何統一高程基準,明確這把無形的“標尺”,是工程建設、資源開發的重要基礎。
(圖源:知乎@我們的太空)
【吳淞高程的興衰與85高程基準的確立】
在我國,最具代表性的是吳淞高程和85高程基準,這是由驗潮站的位置決定的。19世紀末,上海開埠后航運需求激增,1871年上海海關在吳淞口設立驗潮站,以多年平均海水面為起算面,建立吳淞高程系統。因上海的經濟樞紐地位,該系統迅速在長江流域及沿海普及,成為水利、航運工程的主要基準。
但該系統存在先天局限:吳淞口受泥沙淤積與地殼運動影響,起算面逐漸不穩定;長期使用中,測量誤差積累與區域調整導致各地數值出現偏差,統一性受損。
新中國成立后,為適應全國建設需要,1956年以青島黃海驗潮站1950-1956年觀測數據為基礎,建立“1956年黃海高程系統”。1987年又依據1952-1979年數據修訂為“1985國家高程基準”,成為現行國家統一標準。
85高程基準采用更精密的觀測技術,起算面穩定性顯著提升。全國統一基準的建立,為跨區域工程、國土調查等提供了精準尺度,大幅提升了建設效率。
【為什么水文站點監測依舊使用吳淞高程】
根據江西省水文監測中心介紹,吳淞高程雖不再是國家基準,但長江流域水利工程因歷史延續性,仍在維護改造中沿用,像鄱陽湖星子站的水位監測,出于與歷史數據對比分析、流域內水利工程協同調度等考慮,至今仍在使用吳淞高程;部分沿海港口也保留其局部應用。
根據測量數據,星子水文站的吳淞高程與85高程基準之間存在1.86米的固定差值,其換算關系為:吳淞高程=85高程基準+1.86米,在工程應用中,常需進行兩種高程系統的轉換。以2025年8月8日5時的監測數據為例,當星子站水位在吳淞高程系統下,測得為11.99米時,跌破了枯水位12米,按照85高程基準系統計算,則對應為10.13米。
(圖源:江西省水文監測中心水情處 郭文峰)
吳淞高程見證了近代中國的開放歷程,85高程基準支撐著我國高質量發展。這兩套基準的迭代,折射出從區域適用到全國統一、從經驗積累到科學精密的發展軌跡,它們共同構成了建設美麗中國的度量密碼。
來源: 江西省鄱陽湖水利樞紐建設辦公室