水文觀測儀器種類非常繁多，相同目的之觀測，即有依據不同原 理發展完成之儀器可供使用，如水位觀測即有水位標尺、浮筒式水位 計、壓力式水位計、氧泡式水位計、超音波式水位計及雷達波式水位 計等至少六類儀器可供使用。水文觀測儀器普遍皆具有量測原理之差 異性。量測同一物理量可應用各種不同的原理組合來達成，而且採用 不同量測原理之儀器，其安裝、操作、保養、維護與適用安裝環境皆 有所不同，故未來水位偵測規劃上需詳加評估，以研選合適的淹水偵 測器。
目前常用以觀測水位(潮位)之儀器有水位標尺、浮筒式水位計、
壓力式水位計、氣泡式水位計、超音波式水位計等五種，茲將量測原 理分別說明如下(經濟部水資源局,2000)：
1. 水尺(潮位標尺)
水尺(圖 4-2)，是一種最簡單最原始的觀測儀器，類似一般使 用的測量表尺，通常是木造或纖維製品，上面漆以鮮明的長度刻 劃。在使用上由於採用目測觀測，由於觀測距離較遠，通常刻度 不若測量表尺細密；水尺高度則視各地的潮差或水位差而定，其 頂端必須高於最高水位，低端低於最低水位。
水尺應用對於潮位之觀測，設置的地點必需考慮波浪及湧升 (swell)等問題，由於潮位乃水位的單純上下變動，若有橫向的移 動或高頻的波浪出現，將很難予以分辨潮位，故一般設置的地 點，會選擇在港灣或有遮蔽的地區。而應用河川水位之觀測，一 般皆設置在橋墩上。由於設置簡單，成本低廉且能夠迅速將水位
予以數位化，在河川、水庫及港區內一般人仍能經常看到它的蹤 跡。學術單位或測量單位，於執行短期的潮位或水位調查時，亦 多半會以此方式設置水尺來記錄，既方便叉經濟，但耗費人力，
而且其缺點定必須依靠人類的目視記錄，人為的誤差將難避免，
若再考慮夜間觀測及長時間記錄等因素時，則較不適宜。
2. 浮筒式水位計(潮位)計(Floating Gauge)
浮筒式水位(潮位)計是利用浮筒隨水面升降直接感應出水位 的一種儀器，乃自動化記錄水位較早的使用方式，由於基本配備 較多，故一般均設置外殼以保護機具，可避免天候及人為的破 壞；其基本配備大致上包括浮筒、重錘及記錄器等。
如圖 4-3 所示，浮筒係直接置於水面，藉著一條細索經過轉 動軸承，於另一端繫上重錘，重錘之主要目的係使浮筒在水面上 升時，能使細索扭直，間接轉動輪軸並反應出上升高度。同理，
在水面下降時亦同。當浮筒昇降時，其反應的長度亦帶動輪軸，
此輪軸係直接安置於記錄器上，而當輪軸轉動時，配合著記錄紙 上相對的長度大小及記錄紙的定時轉動速率，利用記錄筆在紙上 畫下軌跡，便可量測出不同的時間下水位的高低。通常記錄器上 裝設有整捲的記錄紙，上面劃有一定的刻度，方便作不同尺度的 轉換。根據開始記錄的時間和記錄紙固定的轉動速率，及水位昇 降的高度相對於記錄紙的長度，可推算得到某特定時間的水位。
一般而言，為避免水位暫時性上下運動之外，橫向的移動也會干 擾到浮筒反應的狀況，故除了設置地點的選擇外，通常都設置一 個靜水井延伸到水下，而在其下端保持和海水或河水連通，以保 護浮筒及避免浮筒受到干擾。由於設備簡易，且能自動記錄，現 階段仍有量測單位繼續使用，如經濟部水利處、中央氣象局等。
然其缺點為潮位或水位記錄係直接劃於記錄紙上，若要加以利用 則仍需人工予以數住化，故增加處理的時間和儲存記錄紙的空 間。
3. 壓力式水位計(潮位)計(Pressure Gauge)
由於水位的變化會導致水壓力的改變，從簡單的水位和壓 力、溫度及密度之關係式，即可由量測的壓力值計算得到正確的 水位。因此壓力式水位計一般通常有一個壓力探針(pressure sensor 或稱壓力應變片)和一個記錄器(含增幅放大器和石英鐘)。
中間以管線連接或二者併而為一。設置時將含有威應器(sensor) 的部份擺在最低潮位以下，藉由壓力和水深的率定值，將水位記 錄在記錄器上。一般性功能除了自動化記錄外，亦可以選定量測 的時間間隔(interval)，依據測量目的不同而改變。通常在設定的 時間到達時才啟動測定，並存取數據，如此可節省電力的消耗；
另一功能的特色則為記錄的方式，因量測的數據都已數位化，且 儲存於記憶體內，只要透過譯讀機(reader)的譯讀，即可直接和電 腦連線下載記錄之水位資料。
其設置的方式和浮筒式潮位器大致相同，不同點在於壓力計 必須固定於最低水位(潮位)下，使得即使是在低水(潮)位時都有一 相對水壓力。若缺乏無線電資料傳輸，即使因電力和記憶體容量 之限制，而需於固定時間內換取記憶體，亦較浮筒式方便。唯此 壓力計係置於海中或河川底床，整個系統的設置不若完全設置於 水面上簡易，而此壓力計因長時間暴露於水中，亦應避免海中或 河川生物的附著或沉積物阻塞，而影響量測的功能。
4. 氣泡式水位(潮位)計(Bubble Type Gauge)
氣泡式水位計(圖 4-4)係利用固定的氣體排放速率，將氣體由
水下排出，當水位昇降造成排放口產生壓力變化時，利用差動壓 力調節閥(differential pressure regulator)調整氣體壓力，同時量測 此時之排放口壓力，換算水位並作修正即可得到水位之變化。一 般此類水位計之裝備，包括壓縮氣瓶、差動壓力調節閥、排氣管 及壓力計等。設置時除了排氣管需置於最低水位以下外，其餘皆 在水面上。另外，對於排氣管材質的選擇亦甚重要，避免有穿孔 漏氣導致壓力誤差的現象出現，最好能固定在水下，並且加一層 防護措施，如 PVC 管其下端和水體保持流通，其它裝置則裝置於 岸上並應加裝保護措施，避免天候及人為的破壞。這種壓力計因 壓縮氣體屬於消耗品，雖較其它型式之壓力計在定時補充方面所 需為多，定時補充方面所需為多，然其在水下部份僅排氣管，雖 仍需固定安裝，但貴重儀器都在水面上，無長期浸泡於水中之風 險及損耗。操作時應注意避免排氣管內有氣泡停滯，降雨入滲等 情況而導致量測過程中產生壓力擾動，影響數據品質。
5. 超音波式水位(潮位)計(Ultrasonic Gauge)
超音波式水位計(圖 4-5)係藉由發射超波使其在介質中傳 遞，當碰上水和空氣的交界面時，由於密度的差異造成反射，量 測其從發射至界面在反射的時間，乘上超音波傳遞速度，再經過 適當的基準轉換，即可得到水位漲落的變化。
此類儀器包含超音波發射器(transducer)和記錄器等。由於超 音波的傳遞速度隨著溫度改變會有差異，故需作修正。水和空氣 乃不同介質，故此類儀器利用不同介質之交界面的反射，可分為 在空氣中發射和在水下發射二種，同樣利用傳遞的時間乘上速度 得到距離。設置時需將發射器之發射方向和水面垂直，由於反射 需有一段最小距離，其設置方位置在最高潮或最低潮位均需列入
考慮。如就架設的方便性而言，水上的架設顯然較為簡便。
圖 4-1 智慧型遠距影像監控管理應用系統架構圖
圖 4-2 水尺之設置
圖 4-3 浮筒式水位計之組成
圖 4-4 氣泡式潮位計
圖 4-5 超音波式水位計設置圖