南水北調(diào)渠道上的水尺

南水北調(diào)的渠道上，退水閘閘前、倒虹吸進(jìn)出口、節(jié)制閘閘前、分水口都裝有水尺，有些水尺根據(jù)南水北調(diào)的工程特點(diǎn)，還創(chuàng)新出了新的模式。水尺在南水北調(diào)和各項(xiàng)水利工程中的重要性不言而喻，讓我們一起來了解一下水尺的前世今生。

最早的水文測(cè)量工具——石魚

在漫長(zhǎng)的歷史進(jìn)程中，人們?cè)缇投床斓搅怂蛔兓o人類的生產(chǎn)生活帶來的影響，并對(duì)此進(jìn)行了水文觀測(cè)和記錄。在古代，人們不僅會(huì)設(shè)立固定的標(biāo)志物觀測(cè)水位，而且每年還會(huì)根據(jù)水面淹沒的高低，在河邊的崖壁或者是河里的大石頭上刻一道橫線，再加上題刻來表示某年某時(shí)的水位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，唐宋以來分布在長(zhǎng)江干、支流的洪水題刻有近1000處。當(dāng)然，長(zhǎng)江枯水水位的題刻也很多，僅在長(zhǎng)江上游宜昌至重慶段就有11段，題刻362處。這種題刻后來就被我們被稱為“水則”，水則就可以說是我們水尺最早的形態(tài)了，后來，人們又發(fā)明了固定在水中的木質(zhì)水則，這就和我們現(xiàn)代水文使用的直立式水尺非常相像了。

矮裝式水尺

這里是重慶白鶴梁——我國(guó)歷史上最早的一個(gè)水文站。那時(shí)的古人在這里雕刻了很多石魚，就以石魚作為水位的標(biāo)志，以石魚露出程度的不同來判斷水位，而且每當(dāng)石魚全部露出，當(dāng)?shù)氐奈娜搜攀烤蜁?huì)將其視為一件盛事，來此游覽并留下不少詩(shī)詞題刻。這些題刻在1200年間系統(tǒng)的反映了長(zhǎng)江中上游枯水年份水位變化規(guī)律，為長(zhǎng)江航道運(yùn)輸和水利工程建設(shè)提供了科學(xué)依據(jù)。

傾斜式水尺

而中國(guó)最早正式出現(xiàn)的水尺則是在秦昭襄王時(shí)期，當(dāng)時(shí)的水利家李冰在四川省灌縣西北岷江中游主持修建著名水利工程都江堰時(shí)，在引水口“作三石人，立三水中”，史書記載“水竭不至足，盛不沒肩”，并在石上刻著“水則”，共分二十四格，每格相當(dāng)于一市尺。水位達(dá)到第十一格的時(shí)候，江水就漫過飛沙堰，流回外江，這三個(gè)測(cè)定水面高程的石人，是中國(guó)最原始的水尺，也是世界上最早的水位尺。李冰所進(jìn)行的，則是世界上最早的水文觀測(cè)工作。

水尺的刻度為什么設(shè)計(jì)的像“E”字形？我們知道，大部分水尺的安裝位置是在水里，離觀測(cè)人的位置較遠(yuǎn)。那我們的水尺上的刻度就必須要滿足兩個(gè)條件：第一，視覺要能輕松辨認(rèn)，也就是離得遠(yuǎn)還要看清楚。第二，要能滿足刻度制定，也就是要能認(rèn)清楚刻度。

首先第一個(gè)條件，視覺能輕松辨認(rèn)。正常情況下，人眼能分辨出兩點(diǎn)間最小距離所形成的視角為最小視角。三等長(zhǎng)的“E”字，其每一筆畫或空隙均為正方形的五分之一?！癊”字橫向的每一筆正都是最小視角，如果寬度一樣，那么人眼就可以大致能區(qū)分一個(gè)“E”之間的縱向長(zhǎng)度。第二個(gè)條件，能滿足刻度要求?！癊”字有一定的柵格結(jié)構(gòu)，在縱向上可以把一段距離等分為五份，滿足設(shè)計(jì)刻度的要求。

在南水北調(diào)的建筑物中，有許許多多不同作用的水尺。它們幫助我們的運(yùn)行管理人員在巡查巡視時(shí)，進(jìn)行水位校核，準(zhǔn)確讀取水位，復(fù)核水位計(jì)的準(zhǔn)確性，確保大流量輸水、汛期冰期和日常輸水調(diào)度的安全平穩(wěn)運(yùn)行。