【正文】 對于土地面積的計算，漢代的數(shù)學(xué)著作《九章算術(shù)》有系統(tǒng)歸納。 484 科技興水戰(zhàn)國初年 成書的《 周禮 ?考工記 》中有一段關(guān)于城市建設(shè)如何確定方位和平整土地的記載，其中有 “ 水地以縣 (懸 )” 的說法?？梢?，當(dāng)時人對水利測量的重視和對水利量測精度的認(rèn)可?！?孫子十家注．遺說 》 “ 明山川、林麓、險難、阻厄、沮洳、濡澤之形而為之標(biāo)表 ” ，即此也。在清代的治河文獻中已記載了對這一問題的認(rèn)識《 修防瑣志 》專門提出， “ 筑堤利病何如 ?曰筑堤以底土為吃緊，承修堤工先將地面草根刨盡，行硪數(shù)遍，然后鋪底土不過尺許，自底至頂逐層行魚鱗套環(huán)之硪三四遍，庶無滲漏之患 ” 清代規(guī)定 ： “ 如高一丈之堤，應(yīng)筑寬六丈之堤底 (即兩面邊坡各為 1:3)，共計頂寬二丈，底寬八丈，高一丈。分之后，夜日益短，晝?nèi)找骈L，利以作土功之事，土乃益剛。以之筑岸易高，以之障水不密 ” ，透水性強，工程性質(zhì)不佳。可見飛沙堰對減少灌區(qū)淤積作用之大 384 科技興水216。結(jié)果 “ 舊曲灘漫流，多稽留覆溺處，悉為駛直平夷。同時他還指出， 由于決口后泛區(qū)淤積，地形漸高，導(dǎo)致再決口時下游河道和泛區(qū)位置的遷移。 ” 33北宋 科學(xué)家 沈括 (1031～ 1095)曾指出，以黃河為首的華北諸河多濁流，河水挾帶的泥沙都是上中游被沖蝕的土壤。 度地 》記載； “ 樹以荊棘，以固其地，雜之以柏楊，以備決水”明代林應(yīng)訓(xùn) 在《 修筑河圩以備旱澇以重農(nóng)務(wù)事文移 》中指出，圩岸防沖應(yīng)于 “岸外再筑圩岸一層，高止 (圩岸 )一半，如階梯之狀。徐光啟還介紹了一種稱作 恒升 的機械，完全是近代人力水泵的樣子。又能激而高起數(shù)尺。二壩進堵的方法最早見于北宋年間 。當(dāng)建筑物前面有水而后面沒有水時，尤其是當(dāng)汛期高水位作用下，土體建筑物、建筑物基地或建筑物與土體連接部分往往滲水，形成管涌、流土或漏洞，使建筑物失穩(wěn)?；视游迥?(1053)始建大石橋，嘉佑四年 (1059)落成。乾隆年間 詩人張九鉞曾作羊報行，詳記這種報汛方法： 羊報者，黃河報汛水牛也。并說，當(dāng)年只有在黃河上才有這樣的從事洪水預(yù)報的 “識水高手 ”類似的預(yù)報方法一直沿用至 清代初年 ， “ 順治初年定分汛防守之法，每歲立春后，東風(fēng)解凍，候水初至，量水一寸，則夏秋當(dāng)至一尺，頗為信驗 ”清代 也有依據(jù)河心主溜與近岸水流之間的水面高差，預(yù)報即將來臨的水勢大小的。其法： 先量間口闊狹，計一秒所流幾何，積至一晝夜，則所流多寡可以數(shù)計矣由康熙主持編定于康熙六十一年(1722)的《數(shù)理精蘊》一書，在流量測量的實際算例中，提出測量明渠水流流速的方法是： “ 以木板一塊置于水面，用驗時墜子候之，看六十秒內(nèi)木板流遠(yuǎn)幾丈 ” 164 科技興水u物候與水汛u經(jīng)驗預(yù)報u報汛制度洪水預(yù)報傳說 帝堯時 有一場連續(xù)多年的大水， 《尚書．堯典》 描述說： “ 湯湯洪水方割，蕩蕩懷山襄陵，浩浩滔天，下民其咨。它是研究長江水資源的寶貴資料134 科技興水u降水觀測u水位觀測u流量測量水文測驗水位測驗也有借助于石人水尺的。州十日一申安撫轉(zhuǎn)運司，逐司類聚。這和氣溫?zé)岬搅藰O點就要轉(zhuǎn)寒一樣。 我國自魏晉以來，全國的政治中心常在北方而糧食的供給、農(nóng)業(yè)的中心又常在南方，每年需耗資億萬來進行漕運，實現(xiàn)南糧北調(diào)。全書共 40卷， 30多萬字。洪水預(yù)報24 科技興水u《山海經(jīng)》u《周禮 敘述上古時期洪水橫流，不辨區(qū)域，大禹治水以后則劃分為冀、兗、青、徐、揚、荊、豫、梁、雍九州，并扼要地描述了各州的地理概況。其中對江淮河濟四瀆之間平原地區(qū) (瀆田 )的地下水埋藏深度、地下水水質(zhì)、相應(yīng)的地表土壤性質(zhì)和其上所適宜種植的農(nóng)作物品種作了系統(tǒng)地歸納。 (2)備荒、救荒等荒政，是徐光啟農(nóng)政思想的又一重要內(nèi)容。所以說雨云水不枯竭，海洋也不會滿溢。《晴雨錄》按傳統(tǒng)的十二時辰，逐時記載雨雪情況114 科技興水u降水觀測u水位觀測u流量測量水文測驗公元前 22世紀(jì)大禹 采用疏浚的辦法治河，所采用的 “ 行山表木，定高山大川 ”，包含有水位測量在內(nèi)洪水題刻最早見于酈道元《水經(jīng)注》 。過，則從侍郎堰 (今飛沙堰 )減水河泄而歸于江 ” 。非時暴漲，謂之客水 ”中國大部地區(qū)受季風(fēng)氣候控制，降水和水文現(xiàn)象呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律性?！?治水筌蹄 》載： “ 黃河盛發(fā)，照飛報邊情擺設(shè)塘馬。河卒操急舟于大溜候之，拾簽知水尺寸，得預(yù)備搶護直到 光緒二十九年 (1903)引進西方電話 用于黃河，防汛通汛開始步入現(xiàn)代化194 科技興水216。因此，如何起重成為關(guān)鍵難題之一。水戧功效顯著， “ 以水搪水，外堤未必再塌。即從高處流下的迅猛的水流，可以沖動河床中的巨石。果高，則百丈亦可。而混柱一空，石堤為洪濤所激，歲歲摧決 ”。潘季馴 “束水攻沙 ”和 “蓄清刷黃 ’’的理論貢獻216。河水重濁，號為一石水而六斗泥。354 科技興水北宋年間河流泥沙運動理論的進展黃河演變規(guī)律汴河木岸與水力疏浚唐宋時期汴河 是全國主要的內(nèi)河航道。 ” 萬恭十分贊賞這位秀才的高見，并歸納出結(jié)論性的認(rèn)識： 夫水專則急，分則緩；河急則通，緩則淤。冬季凍土含水量不均勻，取土困難而又難于搗實，因而 “土剛不立 ”， “不利作土功之事 ”。 ” 此外 “ 粘砌城墻、橋梁，調(diào)和桐油造舟，功皆相同 ” 。古代常用的搗實工具有夯、硪、杵等。間接水利測量的計算216。 察今 》中有一則故事：荊人欲偷襲宋人，所以預(yù)先測量雍河的河身，標(biāo)識出可徒涉的路線，然而夜間偷渡時，雍水猛漲，荊人白白損失了一千多人?？梢姡?dāng)年不僅水利建設(shè)需要水準(zhǔn)測量，而且已有專業(yè)的水利工程師 (水工 )負(fù)責(zé)施測?！?以水望其高下 ” 究竟用的是什么儀器 ?鄭玄、韋昭和賈公彥都沒有說明。 我國 古代水利工程測量中，對于山高、河寬等的測量大約都是使用的間接測量方法 ?！缎薹垃嵵尽酚涊d較詳，其形制和施測辦法與唐宋無甚差異。元代至元十二年 (1275)在進行京杭大運河貫通的可行性論證中，曾做過跨流域的規(guī)劃測量，主持這項論證的是著名科學(xué)家 郭守敬(1231～ 1316)。他的解釋是： “ 以《 考工記 》校之，疑上文或當(dāng)有 ‘ 平以水 ’ 三字。公元前 3世紀(jì) ， 秦博士伏生 更進一步說到水準(zhǔn)測量的實際應(yīng)用， “ 非水無以準(zhǔn)萬里之平 ”水準(zhǔn)概念的提出454 科技興水我國測量的標(biāo)準(zhǔn)化是在帝舜時代完成的。而梯形兩腰的坡度應(yīng)該選取多大，《考工記 ?匠人》說：“ 凡為防，廣與崇方。而當(dāng)?shù)掏翝B透性較強時，也 可用三合土在堤中修建一堵防滲體 。如淤土分成 13種之多。在河流泥沙運動理論方面，他繼承了萬恭創(chuàng)造性的發(fā)展，進一步提出了 “ 束水攻沙 ” 和 “ 蓄清刷黃 ” 的治河理論體系，并設(shè)計了一整套堤防系統(tǒng)，努力把他的理論在黃河上付諸實現(xiàn)，期望由此一舉根治黃河。汴河是國家運輸大動脈，淤淺散漫亟待解決。他說： “ 河本泥沙，無不淤之理。 ”《 管子 ?度地 》說： “ 夫水之性，以高走下則疾，至于漂石 。若遇坦坡，則水之來也不過平漫而上；其退也亦不過順縮而下。闡述了空氣的物質(zhì)存在，描述了大氣壓現(xiàn)象而對大氣壓力的理論認(rèn)識， 直到著名的托里拆利 (.， 1608～ 1647)真空實驗完成時，才得到完整的科學(xué)的解釋有壓倒虹吸負(fù)壓汲水284 科技興水有壓管道水力學(xué)兒童游戲用的水槍 唧筒 ，是利用負(fù)壓的典型器具，起源當(dāng)很早西方 利用負(fù)壓汲水的機械在古羅馬時代 已較完備。 有的機械主要利用水流動能，例如在流速較高的河中，可以修建用陂柵等擋水建筑物攔斷大半河床， “ 俱使傍流急注，貼岸置輪，高可丈余，自下沖轉(zhuǎn) ” 的撩車碓 ；有的主要利用高處的水流所積蓄的勢能，引至水力機械處，轉(zhuǎn)換為急流動能，再沖動動力裝置，如 “ 上用木槽引水，直下射轉(zhuǎn)輪板 ” 的斗碓等動能與勢能轉(zhuǎn)換和明渠水力學(xué)動能與勢能轉(zhuǎn)換以水代兵水能利用堰流理論及明渠水力學(xué)254 科技興水動能與勢能轉(zhuǎn)換和明渠水力學(xué)動能與勢能轉(zhuǎn)換以水代兵水能利用堰流理論及明渠水力學(xué)堰流理論主要反映 堰前水位與過堰流量之間的關(guān)系 。上游壩稱作正壩，下游壩稱作二壩。其中第 43款的釋文說：某物體放置水中，其中甲部分浮于水面，乙部分沉入水底，則物體 “ 全重只以沉水多半體為則。曹操想要知道大象的重量，而群臣拿不出稱重的辦法。以后，所報水情又上延至今蘭州。又謂之上源信水，亦名黑凌。反對回河的官員認(rèn)為：測量得流分尺寸， (東流河道 )取引不過，其說難行。經(jīng)比較確定，這一年洪峰流量為 105000立方米每秒。 ” 他的解釋相當(dāng)精辟，與現(xiàn)代科學(xué)的水循環(huán)理論基本一致，比西方的要早一千多年。 ” 認(rèn)為天上的云和地下的雨是相互轉(zhuǎn)換的， “不能自止 ” 的 ，論述了水循環(huán)的一個環(huán)節(jié)。中國明末 數(shù)學(xué) 和科學(xué)家、農(nóng)學(xué)家、政治家、 軍事家 ?？偫ň胖菟两?jīng)過治理以后，河川皆與四海相通，再無壅塞潰決之患。4 科技興水14 科技興水216。 ④ 水功 。煙氣直上者無7徐光啟（ 1562年 4月 24日－ 1633年 11月 10日），生于南直隸松江府上?？h法華匯（今上海市，為了紀(jì)念徐光啟而改名為 徐家匯 )一個小商人的家里。 天運中提到： “ 意音其運轉(zhuǎn)而不能自止邪 ?云者為雨乎 ?雨者為云乎 ?孰隆 (通降 )施是。日為陽精，光耀炎熾，一夜入海，所經(jīng)樵竭，百川歸注，足以補復(fù)，故旱不為減，浸不為溢 。由于洪水異常，有人便將最高洪水位刻在巖石上，類似 “ 庚午大水至此” 的題刻竟有 90處之多。元佑二年 (1087)在 黃