水尺的前世今生

南水北调渠道上的水尺

南水北调的渠道上，退水闸闸前、倒虹吸进出口、节制闸闸前、分水口都装有水尺，有些水尺根据南水北调的工程特点，还创新出了新的模式。水尺在南水北调和各项水利工程中的重要性不言而喻，让我们一起来了解一下水尺的前世今生。

最早的水文测量工具——石鱼

在漫长的历史进程中，人们早就洞察到了水位变化给人类的生产生活带来的影响，并对此进行了水文观测和记录。在古代，人们不仅会设立固定的标志物观测水位，而且每年还会根据水面淹没的高低，在河边的崖壁或者是河里的大石头上刻一道横线，再加上题刻来表示某年某时的水位。据统计，唐宋以来分布在长江干、支流的洪水题刻有近1000处。当然，长江枯水水位的题刻也很多，仅在长江上游宜昌至重庆段就有11段，题刻362处。这种题刻后来就被我们被称为“水则”，水则就可以说是我们水尺最早的形态了，后来，人们又发明了固定在水中的木质水则，这就和我们现代水文使用的直立式水尺非常相像了。

矮装式水尺

这里是重庆白鹤梁——我国历史上最早的一个水文站。那时的古人在这里雕刻了很多石鱼，就以石鱼作为水位的标志，以石鱼露出程度的不同来判断水位，而且每当石鱼全部露出，当地的文人雅士就会将其视为一件盛事，来此游览并留下不少诗词题刻。这些题刻在1200年间系统的反映了长江中上游枯水年份水位变化规律，为长江航道运输和水利工程建设提供了科学依据。

倾斜式水尺

而中国最早正式出现的水尺则是在秦昭襄王时期，当时的水利家李冰在四川省灌县西北岷江中游主持修建著名水利工程都江堰时，在引水口“作三石人，立三水中”，史书记载“水竭不至足，盛不没肩”，并在石上刻着“水则”，共分二十四格，每格相当于一市尺。水位达到第十一格的时候，江水就漫过飞沙堰，流回外江，这三个测定水面高程的石人，是中国最原始的水尺，也是世界上最早的水位尺。李冰所进行的，则是世界上最早的水文观测工作。

水尺的刻度为什么设计的像“E”字形？我们知道，大部分水尺的安装位置是在水里，离观测人的位置较远。那我们的水尺上的刻度就必须要满足两个条件：第一，视觉要能轻松辨认，也就是离得远还要看清楚。第二，要能满足刻度制定，也就是要能认清楚刻度。

首先第一个条件，视觉能轻松辨认。正常情况下，人眼能分辨出两点间最小距离所形成的视角为最小视角。三等长的“E”字，其每一笔画或空隙均为正方形的五分之一。“E”字横向的每一笔正都是最小视角，如果宽度一样，那么人眼就可以大致能区分一个“E”之间的纵向长度。第二个条件，能满足刻度要求。“E”字有一定的栅格结构，在纵向上可以把一段距离等分为五份，满足设计刻度的要求。

在南水北调的建筑物中，有许许多多不同作用的水尺。它们帮助我们的运行管理人员在巡查巡视时，进行水位校核，准确读取水位，复核水位计的准确性，确保大流量输水、汛期冰期和日常输水调度的安全平稳运行。