【正文】 確認(rèn)識到土料含水量對堤防填筑質(zhì)量的影響，以及不同季節(jié)中土壤含水量的差異及其與施工質(zhì)量的關(guān)系?！?管子 ?度地 》在論述堤防施工的合理季節(jié)時(shí)稱：春三月，天地干燥，水糾裂之時(shí)也。山川涸落，天氣下，地氣上，萬物交通，故事已，新事未起，草木荑，生可食。寒暑調(diào)，日夜分。分之后，夜日益短，晝?nèi)找骈L，利以作土功之事，土乃益剛。土工建筑物的夯實(shí)由來已久?！?管子 ?度地 》中記載當(dāng)年預(yù)先準(zhǔn)備修河筑堤所需工具的情況： “案行閱具備水之器，以冬無事之時(shí)，籠鍤版筑各什六，土車什一，雨輂什二，食器兩具，人有之，錮藏里中以給喪器。 ”意思是說，冬季治河民工要事先準(zhǔn)備好筐、鍬、版、筑等筑堤用具，用具數(shù)量要按合理的比例配備，同時(shí)要留有必要的儲備，以便替換勞動(dòng)中損壞的工具。據(jù)東漢末年許慎《說文解字》的解釋是： “筑，搗也 ”，即人力搗實(shí)。古代常用的搗實(shí)工具有夯、硪、杵等。珠江三角洲地區(qū)還有一種稱之為 “牛練 ”的夯筑方法。 水工建筑物施工中的土力學(xué)知識“牛練 ”夯筑法424 科技興水掌握堤防橫斷面的合理形狀以及邊坡陡緩的程度，是保證堤防抗滑穩(wěn)定和滲透穩(wěn)定的又一個(gè)重要因素。任何土料都有其維持穩(wěn)定所必須的邊坡。對此，戰(zhàn)國時(shí)代已有所認(rèn)識。《 管子 ?度地 》提出，堤防橫斷面要做成 “ 大其下，小其上 ” 的梯形。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。其閷叁分去一，大防外閷。 ” 東漢人鄭玄注釋這段文字說： “ 崇，高也；方，猶等也 ； 閷者，薄其上。 ” 意思是，修建堤防，高和寬應(yīng)大致相等，而閷即是指上窄下寬的收分，在 堤防底寬與高大致相等 的情況下，邊坡應(yīng) “叁分去一 ” ，也就是 取三比一的邊坡 。水工建筑物地基和土堤本身中的滲流，可能會引起土體的滲漏和滲透變形，為此，必須適當(dāng)延長上游至下游的滲流長度，提高地基的密度和選擇較大的堤防邊坡。在清代的治河文獻(xiàn)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(jì)頂寬二丈，底寬八丈，高一丈。 ” 除了斷面尺寸要保證，土堤夯實(shí)也要符合規(guī)范， “ 務(wù)要自底至頂，層層夯硪打就，則徹底堅(jiān)固，可免滲水之患 ” 抗滑和滲流穩(wěn)定問題43216。水準(zhǔn)概念的提出4 科技興水216。水利測量的起源216。高深、距離和方位的測量標(biāo)準(zhǔn)化216。間接水利測量的計(jì)算216。水準(zhǔn)儀的發(fā)明和應(yīng)用444 科技興水最早提出 水平定義 的是 墨子 。他說： “ 平，同高也 ” 莊子 指出： “ 水靜則明燭須眉。平中準(zhǔn)，大匠取法焉。 ” 王先謙 (1842～ 1917)對 “ 平中準(zhǔn) ” 注解說： “ 其平與準(zhǔn)相中，故匠人取法焉，謂之水平。 ” 這是關(guān)于 工匠利用水平原理進(jìn)行水準(zhǔn)測量的早期文獻(xiàn) 。公元前 3世紀(jì) ， 秦博士伏生 更進(jìn)一步說到水準(zhǔn)測量的實(shí)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(shí)代完成的?！?尚書 舜典 》記載，帝舜時(shí)“ 同律度量衡 ” ，并任命垂擔(dān)任掌管百工的官職。垂的主要工作就是測量標(biāo)準(zhǔn)化，即所謂 “ 古者，捶 (即垂 )為規(guī)矩、準(zhǔn)繩，使天下仿焉 ” 。到了周代，測量工作已經(jīng)比較發(fā)達(dá)，管理國家的地圖和軍事作戰(zhàn)的地圖都有地形、地物、道里遠(yuǎn)近、植被與物產(chǎn)等的標(biāo)識，這些都要通過測量獲得。《 孫子十家注．遺說 》 “ 明山川、林麓、險(xiǎn)難、阻厄、沮洳、濡澤之形而為之標(biāo)表 ” ，即此也。當(dāng)然，山嶺的標(biāo)表相對固定，而河流狀況卻比較善變。所以 荀子 指出： “ 水行者，表深。表不明則陷 (溺 )。 ”《 呂氏春秋 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(shí)，雍水猛漲，荊人白白損失了一千多人。高深、距離和方位的測量標(biāo)準(zhǔn)化464 科技興水大禹 治水時(shí) ，準(zhǔn)、繩、規(guī)、矩成為常用的測量工具 。 墨子曰： “ 天下從事者，不可以無法儀。無法儀，其事能成者無有也。 …… 百工為方以矩，為圓以規(guī)，直以繩，正以縣 (懸 )，無巧工不巧，工皆以此五者為法。 ” 清代經(jīng)學(xué)家孫貽讓 (1848～ 1908)最先發(fā)現(xiàn)這一疑點(diǎn)。他的解釋是： “ 以《 考工記 》校之，疑上文或當(dāng)有 ‘ 平以水 ’ 三字。可見 大禹治水時(shí)其基礎(chǔ)是原始的水利測量 。此后，周族祖先在今陜西涇河流域規(guī)劃發(fā)展藍(lán)圖時(shí)，也曾進(jìn)行過水利測量水利測量的起源至于 堤防的量度必須以水位為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) ，上下游相應(yīng)，因此更需仔細(xì)。 公元前 5世紀(jì)末年 ，齊景公看到都城東門外堤防高崇，修筑困難的情形，曾提出要將堤高落低六尺，被晏嬰 (?～前 500)制止。荀子在論述君子言行要有統(tǒng)一道德標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，以 “ 行有防表 ” 來比喻，其中，防即堤防，表即標(biāo)也?？梢?，當(dāng)時(shí)人對水利測量的重視和對水利量測精度的認(rèn)可。474 科技興水大規(guī)模水利工程的水準(zhǔn)測量見于《漢書 溝恤志》記載的有多處。例如， 西漢征和 年間，為解除黃河泛濫對今河南、河北、山東等地的威脅， 齊人延年 曾上書建議將黃河自中游向東改道入渤海。他說， “ 可案圖書，觀地形，令水工準(zhǔn)高下，開大河上領(lǐng)，出之胡中，東注之海 ” ，時(shí)在公元前 90年?？梢?，當(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。水利測量的起源元光六年 (公元前 129)大司農(nóng)鄭 當(dāng)時(shí)建議在關(guān)中開挖總長 300多里的清渠時(shí)，也曾 “ 令齊人水工徐伯表 ” 。顏師古解釋 “ 表 ” 字說， “ 巡行穿渠之處而表記之，今豎標(biāo)也 ” 。 漢武帝征和 三年 (前90)搜粟都尉桑弘羊建議在西域?qū)嵭熊娛峦吞铮淝捌诠ぷ骷?“圖地形，通利溝渠 ” ，其中也必然有水準(zhǔn)測量的內(nèi)容。尤其是 元狩至元鼎年間 (前 120一前 l10)在引洛水的 龍首渠施工 中，要開挖一條穿越商顏山的隧洞。隧洞長 10多里，兩端不通視，采用豎井法施工，更必須依賴準(zhǔn)確的水淮和方位測量才能進(jìn)行。元代至元十二年 (1275)在進(jìn)行京杭大運(yùn)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(xiàng)論證的是著名科學(xué)家 郭守敬(1231～ 1316)。京杭運(yùn)河貫通的關(guān)鍵地段是如何跨越山東地壘?！豆袪睢诽岬皆谶@次大地測量中，他的測量路線有四次是以東平為起點(diǎn)或終點(diǎn)。郭守敬 最先提出 “ 以海面較京師 (今北京 )至汴梁 (今開封 )地形高下之差 ” ，達(dá)到了世界先進(jìn)水平 。 1828年德國數(shù)學(xué)家高斯提出以海平面作為測量基準(zhǔn)，比郭守敬約晚 500年。 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。什么是 “ 水地以縣 ”? 東漢 著名經(jīng)學(xué)家 鄭玄 (127～ 200)注解說， “于四角立植而縣， 以水望其高下 。高下既定，乃為位而平地 ” 。三國 吳人 韋昭 注解說： “ 立準(zhǔn)以望繩， 以水為平 ” 。 唐代 永徽年間 (650～ 655)太學(xué)博士 賈公彥 說：在工地四角立柱，用懸吊的垂球來左右校正柱身的正直。“ 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。從他們對水準(zhǔn)施測的具體方法有明確的解釋，而對所用儀器卻語焉不詳，可見這種儀器構(gòu)造簡易和司空見慣。水準(zhǔn)儀的發(fā)明和應(yīng)用最早記載水準(zhǔn)儀的形制和構(gòu)造的是 唐代 人 李筌 在肅宗乾元二年 (759)完成的軍事著作《 太白陰經(jīng) 》。 北宋康定年間 (1040—1041) 曾公亮 (999～ 1078)在其所撰《 武經(jīng)總要》中又轉(zhuǎn)引了水準(zhǔn)儀的有關(guān)記述。還附有水準(zhǔn)形制和測量方式圖。明清河工用水準(zhǔn)儀 在 明代劉天和 《 問水集 》、 清代 《 修防瑣志 》、《 安瀾紀(jì)要》和《 河工器具圖說 》中均有記載和圖形。《修防瑣志》記載較詳，其形制和施測辦法與唐宋無甚差異。只是浮子與前有所不同，差別主要在于每個(gè)浮子上的相應(yīng)部位各鑿一綠豆大的小孔，施測較為準(zhǔn)確。另外， 《修防瑣志》第一次記載了水準(zhǔn)測量的千差法 ，即在進(jìn)行連續(xù)的長距離水準(zhǔn)觀測記錄時(shí)，為克服每一次觀測時(shí)誤差的積累而采用的測量計(jì)算方法 494 科技興水間接水利測量的計(jì)算在水利工程上，測量灌溉面積，測量山高、谷深、河寬和距離都是經(jīng)常要用到的。而在面積測量中，對于不規(guī)則圖形；以及山、谷、河、井等等難以接近或無法直接測量的內(nèi)容，都需要藉助于數(shù)學(xué)計(jì)算求證。西漢時(shí)期，我國的算學(xué)水平已能夠成功地解決如上各種問題。對于土地面積的計(jì)算，漢代的數(shù)學(xué)著作《九章算術(shù)》有系統(tǒng)歸納。在方田章和少廣章中，有計(jì)算方形、圓形、梯形、三角形、圓環(huán)形、弓形以及球冠形土地面積的計(jì)算例證。對于高度、深度和距離的測量，《九章算術(shù)》勾股章第 22問是測遠(yuǎn)的例題， 23問是測高的例題， 24問是測深的例題。它們都是根據(jù)解相似三角形的辦法來完成的。當(dāng)測量目標(biāo)遙不可及時(shí)，三國時(shí)代魏人劉徽于公元 263年所著的《海島算經(jīng)》中提出了有關(guān)重差術(shù)的解法，是在西漢《周髀算經(jīng)》測日高算題基礎(chǔ)上的新發(fā)展。 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 。 清乾隆八年(1743)大學(xué)士陳士倌曾 “ 帶領(lǐng)郎中明安圖用儀器 測量徐州城外黃河面闊一百二十五丈 ” ，用的是什么儀器，未見說明， 可能也是間接測量 。 50謝謝觀看 /歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH