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水之测量地形——水位观测:水则

中国相传大禹治水用“随山刊木”、“准绳”和“规矩”等方法测量地形,观测水位。许慎所著《说文解字》中说“测”字是“深所至也从水则声”。可知“测”就是从而来,后来就称水尺为“水则”。

水则是中国古代的水尺。又叫水志。最早的水则是李冰修都江堰时所立三个石人,以水淹至石人身体某部位,衡量水位高低和水量大小。宋代已改为刻石十画,两画相距一尺的水则。北宋时江河湖泊已普遍设立水则。主要河道上已有记录每日水位的水历。明清时江河为了报汛、防洪,往往上下游都设有水则。

另外,江河沿岸还有许多重要的枯水石刻和石刻水则以及古水尺,例如四川涪陵河道中的白鹤梁石鱼,记录了自764年以来1200年间川江72个枯水年的特枯水位;1110年,引泾丰利渠渠首渠壁的石刻水则,用来观测水位(水深),以便推算引水水量(流量);1837年,在长江荆江河段郝穴设立古水尺,用以观测水位。

古水则有三种形式。

①无刻画,如石人水则。

中国最早的水位站建于秦昭襄王时,李冰修都江堰,做三石人立于水中观测水位。要求“竭不至足,盛不没肩”,即水位不能低于石人的足部,低了,不够用,也不能高于石人的肩部;高了,就会从飞沙堰溢洪,只有当水位在石人的足与肩之间,引水量正好满足要求。

河流枯水直接影响着航运、灌溉和生活用水,所以也为古人所重视。近年来,为了探索长江枯水规律,进行了长江上游历史枯水调查,结果发现宜昌-重庆段有枯水题刻群十一处,尤以江津莲花石、重庆丰年碑、涪陵白鹤梁、云阳龙脊石、奉节记水碑等最重要。其中涪陵白鹤梁石鱼题刻是目前在这一段中保存最好也最有价值的。

图 都江堰用来观测水位的石人

图 中国古代治水工具

李冰兴建都江水利时,已在三江中建有石人水尺,并提出了“深淘滩、低作堰”的原则。关于深淘滩,相传当年李冰曾在凤栖窝下的河床中埋石马作标记。低作堰的标准没有规定,到宋朝,经过长期实践后,这两者都有重大的改进。当时已在宝瓶口的石壁上刻有10划的水尺,每划一尺。水到六划,便可满足灌溉需要,如有多余,则从侍郎堰排泄外江。为了配合宝瓶口六划的进水量,所以对侍郎堰的高度,又作了这样的规定:“岁修侍郎堰,必以竹为绳,自北引而南,准水则第四为高下之度。”

属于这一类的还有如:

南宋在今宁波设立的平字水则,上刻一大“平”字。规定涨水淹没平字,即开沿江海各泄水闸放水,以免农田受灾;落水露出平字就关闭闸门。明万历时绍兴重修三江闸,于闸旁改设:“则水牌”,刻金木水火土五字,规定水淹至某字,开闸若干孔放水。

图 宁波平字水则碑

水则碑取适中之地,测量水势,镌“平”字于石碑上。在古代,城外各个楔闸视“平”字于水中出没情况而启闭,如果水浸没了“平”字则应当泄水,如果“平”字出于水面则应当蓄水,启闭适宜,当地百姓无旱涝之忧。因此,水则碑利用平水的原理,达到体察灾情、民情,统一调度的目的,是研究水利水文测量、城市排涝防洪水利工程不可多得的实物例证。

②只有洪枯水位刻画。

如:《水经·伊水注》记载三国魏黄初四年(223年)伊阙石壁上的刻画及题词;自唐代已有的长江涪陵石鱼只刻记枯水位等。民间自刻的这类刻画不少,大江河上往往存有前代遗迹。

涪陵白鹤梁“石鱼”

白鹤梁题刻始刻于唐朝广德元年(763年)前,现存题刻165段,3万余字,石鱼18尾、观音2尊、白鹤1只,其中涉及水文价值的题刻有108段,是全世界唯一的一处以刻石鱼为“水标”,并观测记录水文的古代水文站。比1865年我国在长江上设立的第一根水尺——武汉江汉关水文站的水位观测记录要早1100多年,故有“世界第一古代水文站”之称。

图 白鹤梁长江石鱼水标和枯水题刻

图 白鹤梁“刻石记事”

白鹤梁是重庆涪陵城北长江中的一道天然石梁。由于白鹤梁的梁脊仅比长江常年最低水位高出2-3米,几乎常年没于水中,只在每年冬春之交水位较低时才部分露出水面,故古人常根据白鹤梁露出水面的高度位置来确定长江的枯水水位。从唐代起,古人便在白鹤梁上以“刻石记事”的方式记录长江的枯水水位,并刻“石鱼”作为水文标志。

图 白鹤梁“石鱼”

唐广德二年(764年),长江上游涪陵城下,江心水下岩盘白鹤梁上有石刻双鱼,双鱼位置相当于一般最枯水位,自广德二年至1949年一千余年间,岩盘上出现有双鱼的枯水题记72年次。白鹤梁是长江上游一块长1.6公里的巨礁,每年冬春之交的枯水期才部分露出江面,因此成为三峡先民观测水位变化、预卜农业丰歉的标志。长江上游记录枯水位的石刻尚有江津莲花石、渝州灵石及云阳龙脊石等。

它一共镌刻了一百六十三则古代石刻题记。从中获得了自唐代广德二年(公元 764 年)以来断断续续的七十 二个年份的枯水记录,它说明我国劳动人民距今一千二百年前就创造了富有民族风格的以石鱼作为水标的我国古代最早“水位站”。据考证:宜昌-重庆段枯水题刻可以追溯到大约二千年前的汉光武时期。

③有等距刻画的水则碑,最为常见。

如宋代至明代太湖出口、吴江长桥刻有横道的石碑,用以量测水位,此碑还刻有非常洪水位。吴江长桥另一块刻有直道的石碑为记录每旬水位用,它上面也刻记非常洪水位。

吴江水则碑

据《华阳国志·蜀志》记载,李冰曾在都江堰安设石人水尺,这是中国早期的水位观测设施。

之后,隋代开始把石人水尺改为木桩和石碑式刻划水尺,称水则或水志。到了宋代之后便在各地设立水则碑来观测水文。

古代竖立水涯,上刻尺度,用以测定和记录水位变化的石碑,称水则碑。宋代在吴江(今属江苏)竖立两块。左水则碑记录各年的特殊高水位。

宋代吴江上立有两座水则碑,一座可以记载一年内(各月、各旬)的水位变化,另一座可以记载各年的水位变化。

宋宣和二年(1120年),在长江下游太湖流域的吴江县长桥垂虹亭旁竖有水则碑。

水则碑分为“左水则碑”和“右水则碑”,左水则碑记录历年最高水位,右水则碑则记录一年中各旬、各月的最高水位。

据明张国维《吴中水利全书》载:“宋宣和二年(1120年),立浙西诸水则碑,…则长桥年碑已立,正在此时。”又云:“今左水则碑已亡,惟右水则尚存垂虹亭右,而无上下二横六直,只有十八细直,直上亦无正月至六月字,只有七月至十二月字。又在石之上截,非若此图在石之中截也。又碑之正中,有正德五年(1510年)水到此,正德六年(1511)水到此之文,连贯写下,字大二寸许,尚隐然可辨。既连贯书在此碑,又无横格为限,所谓尽失古人建置之意者也。”可知右碑亦已更换。

清黄象曦《吴江水考增辑》则称“清乾隆十二年,(1747年)当时吴江知县仿原式重刻一块设置原处,称“重刻横道水则碑”,表示不是原来的古碑。据此分析,乾隆时的两碑,均已不是宋代的原物,左碑是“亡”后于乾隆十二年补立的,右碑是损毁于后正德五年(1510年)汛期前仿制立于原处的。

其中右水则碑于1964年时被发现,仍立于长桥垂虹亭旧址北侧岸头踏步右端。在碑面刻有“七至十二月”的六个月份,每月又分三旬的细线,还有“正德五年水至此”、“万历卅六年五月水至此”等题刻字迹四处(见《水文》1982年第5期,胡昌新,“从吴江县水则碑探讨太湖历史洪水”)。左水则碑早于明清之际损毁。

明代沈启《吴江水考·水则考》载有对吴江水则碑的用途以及历史上几次洪水情况的叙述。

“横道水则石碑,长七尺有奇,树垂虹亭北之左。碑面刻横道七条,每条条为一则,以下一则为平水之衡。水在一则,高低田都不淹;水过二则,极低田淹;过三则稍低田淹;过四则,下中田淹;过五则,上中田淹;过六则,稍高田淹;过七则极高田淹。若某年水至某则为灾,就记某年洪水痕至此。”

原考又载:“正德五年(1510年)犹及见之其横道第六道中已刻有大宋绍熙五年水到此”,“第七道中刻大元至元二十三年水到此”等等。所以左碑是洪水水痕的记录碑。官吏可据以估计农田被淹范围和面积,作为减免田赋的依据。

直道水则石碑,长七尺有奇,树垂虹亭北之右,右面一碑,分上下二横,每横六直,每直当一月,其上横六直,刻正月至六月,下横六直,刻七至十二月,每月三旬,月下又为三直,直当一旬,二季一十八直。其司之者,每旬以水之涨落到某则报于官,其有过则为灾者刻之,法如前。

将每旬水情涨落向官府报告,如过则为灾的,才刻于碑上,记录具体时间。

清黄象曦《吴江水考增辑》卷二引《吴江考》:左水则碑上分为“横七道,道为一则。以下一则为平水之衡。在一则,则高低田俱无恙;过二则,则极低田渰……过七则,极高田俱渰”(沈启:《吴江考》卷二,“渰”通 “淹”。)右水则碑则是记录年内各旬的水位。

图 吴江水则碑样式

碑文为:

“一则,水在此高低田俱无恙;

二则,水在此极低田淹;

三则,水在此稍低田淹;

四则,水在此下中田淹;

五则,水在此上中田淹;

六则,水在此稍高田淹;

七则,水在此极高田俱淹。”

如果某年洪水位特别高,即于本则刻曰:某年水至此。该水则上刻写的最早年代为1194年。由此可知,水则碑不仅是观测水位所用的标尺,而且也是历年最高洪水位的原始记录。

二碑石刻中刻有“大宋绍熙五年(1194)水到处”、“大元至元二十三年(1286)水到此”。可见宋代为了统计汛期农田被淹面积,已经建立了水位观测制度,这是我国历史记载的直接为农业生产服务的“水位站”。

除了前面所介绍的之外,还有一些其他碑文题刻,如《黄河图说》碑、《海潮论》碑和苏州立水则碑等。

明成化年间,戴琥出任绍兴知府,守越十年。为加强绍兴河湖水位管理,戴琥在佑圣观前河中设立水则(即水位尺),又在佑圣观内立水则碑,即《山会水则碑》,并做出规定:“水在中则上,各闸俱开;至中则下五寸,只开玉山斗门、扁拖、龛山闸,至下则上五寸,各闸俱闭。”

水则碑对宁绍地区山会平原的河湖水位,对不同季节、不同高程的农田耕作及舟楫交通都能照顾到,而且设于府城之内、府衙之旁,便于观察和执行。它从成化十二年(1476)起,使用了60年,一直到三江闸的建成才退役。

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