【课程思政】我国古代水文测验 ——中华水文化  

       用五官感知自然现象是人类的本能，欲进一步认识自然现象还须对其进行超越感知的定量观测。据《尚书·禹贡》记载，早在大禹治水时期就有了用“随山刊木”来观测水位的方法。《水经注》记载的黄河支流伊河龙门崖壁上水位“举高四丈五尺”的刻记距今已有2300多年更为可观的是通过调查考证发现长江重庆至宜昌河段至今仍保存着1153年至1870年期间发生的6次特大洪水的114处最高水位的刻记 。重庆白鹤梁至今仍保存着自唐大历三年（768）以来发生的72个枯水年的163条石鱼图形刻记 。张戎是距今2000多年的西汉人士，据《汉书·沟洫志》记载 ，当时他就已认识到黄河下游易决溢的主要原因是泥沙淤积，并开创了“束水攻沙”的治黄思想的先河。他所提出的“河水重浊，号为一石水而六斗泥”，不仅表明黄河泥沙含量甚高，而且给出了含沙率的定义和测定方法。明嘉靖十四年（1535），刘天和研制了一种称为“乘沙量水器”的泥沙采样器。宋开庆元年（1259）在浙江宁波甬江的平桥旁设立了水尺，并已懂得视河中水位变化来控制水闸闸门，以满足灌溉要求的道理。李好文于1344年至1346年间著述的《长安图志》 一书提出可用“缴”作为流量的计量单位。“量彻入渠水头，深广方一尺谓之一缴。”就是说，在渠口断面处立一水尺，将水深与断面平均宽度相乘即得入渠水量的“缴”数。从现代观点看，因流速变化与水深有关，故过水断面面积的变化能反映流量的变化。秦代在《田律》中规定：在农作物生长季必须随时向朝廷报告降水量、水旱灾害、受灾田亩等情况。表明中国早在秦代就开始了降水的定量观测。宋代秦九韶所著《数学九章》就有全国“州群都有天地盆以测雨水”的记载，而且给出了将竹笼量雪器中积雪换算成平地降雪深和将天地盆中雨水深换算成平地降雨深的计算方法 。明永乐二十二年（1424）就能用统一制作的标准测雨器测量雨量。（芮孝芳，2019）

一、水文测站及其分类

     水文测站：为收集水文监测资料在江河、湖泊、渠道、水库和流域内设立的各种水文观测场所的水文测站的总称。观测项目有：水位、流量、泥沙、降水、蒸发、水温、冰凌、水质、地下水水位等。只观测其中的一项或少数几项的测站,则按其主要观测项目而分别称为水位站、流量站(通常称水文站)、雨量站、蒸发站、地下水观测井等。

    水文测站按照性质分为：

    基本站：为掌握全国各地的水文情况而设立，服务于国民经济社会各方面的需要。特点：按照全国统一规划，执行测验规范和资料整编，资料刊入《水文年鉴》，站点比较稳定。又分重要水文测站和一般水文测站。

     专用站：为某种专门目的或用途由各部门自行设立。

两类测站相辅相成，专用站在面上辅助基本站，而基本站在时间系列上辅助了专用站。

二、水文站网

水文站网：水文测站在地理上的分布网。

u水文站网布站原则：通过所设站网采集到的水文信息经过整理分析后，达到可以内插流域内任何地点水文要素的特征值。u水文站网规划的任务：就是研究测站在地区上分布的科学性、合理性、最优化等问题。借助于相关、内插、移用等方法，能满足多方面的需要。

三、水文测站的设立

      测验河段的选择原则：在满足设站目的要求的前提下，保证工作安全和测验精度，并有利于简化水文要素的观测和信息的整理分析工作。具体地说，就是测站的水位与流量之间呈良好的稳定关系（单一关系），顺直河段，临界流状态。

观测断面的布设：水文测站一般应布设基线、水准点和各种断面，即基本水尺断面、流速仪测流断面、浮标测流断面、比降断面。 

     基本水尺断面 (Stuffgauging section)：测定河流水位及横断面面积。

     流速仪测流断面 (Currentmeters gauging section)：测定水流的流速。

     浮标测流断面 (Floatgauging section)：分布有上中下三个断面，用以测定水流的流速。

     比降断面 (Gradient section)：分布有上下二个断面，用以测定河段的水面比降，根据曼宁公式（Manning’s equation）估算河床糙率。

四、中国水文监测发展

中国水文监测发展