雨量观测—— 我国的雨量观测可追溯到公元前13世纪的殷商时代,从河南安阳殷墟出土的甲骨文中有大量水文、气象记述,对雨量有小雨、大雨、急雨等定性描述。从南宋开始观测雨量后,至明代洪武年间至永乐及其后若干年仍在继续观测。 清雍正二年(1724年)北京开始记录逐日天气和降雨、降雪起止时间、雨雪大小的定性描述,称《晴明风雨录》,直至光绪二十九年(1903年)停记,共连续记录180年。长江流域最早的降雨观测为明洪武十八年(1385年)在南京鸡鸣山观象台,最早有连续记载的雨量站是上海徐家汇观象台,建于清同治十二年(1873年),由天主教堂兼办。 清乾隆元年(1736年),中国绘制乾隆元年二月初二至初五的降雨等值线图。清道光二十一年(1841年)俄国教会在北京进行连续降水量观测及其他气象观测,后由帝俄中央科学院继续进行至光绪九年(1883年)止,是中国最早开始引用西方技术作长期连续观测和记录降水量的测站。其后,入侵的外国势力,凭借其取得的在华传教和通航的特权,在中国沿海及内陆相继由教堂、海关设立测候所观测降水量:如香港(1853年)、上海(1873年)、汉口(1880年)、福州(1880年)、温州(1883年)、北海(1885年)、九江(1885年)、烟台(1886年)、镇江(1886年)、台中(1891年)等地,均先后由外国人开始观测。 水位观测—— 我国最早的水位站建于秦昭襄王时(公元前251年),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。 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。 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。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。 清代为黄河、淮河、永定河防汛需要,从康熙年间开始,先后在洪泽湖高堰村(1706年)、黄河青铜峡(1709年)、淮河正阳关三官庙(1736年)、永定河卢沟桥(1819年),设立水志桩观测水位。 清咸丰十年(1860年),英、法等帝国主义列强先后侵入上海。外国侵略者为了航行安全,除在黄浦江东岸一侧设置引导灯桩外,又于1860年在张华浜设立“吴淞信号站”,树立水尺和信号杆,悬挂水位标球。这是在长江水系内最早设置的观测水位(潮位)的近代水尺。清代末期,帝国主义霸占海关和沿江沿海的航行权,为航运安全,设立了一些海关水尺。此外,原中东铁路局于光绪二十四年(1898年)在哈尔滨开始观测水位。这些都是用近代方法进行水位观测最早的一批水位站,其中长江汉口站是全国最早具有连续系统资料的近代水位站。 流量测量—— 中国很早就有有关流量测量的记载。北魏孝昌三年(527年)前,郦道元著《水经注》,元代李好文(约1290年~1360年)著《长安图志》和清康熙十六年(1677年)靳辅著《河防术要》中,均有这方面的叙述。清嘉庆二十四年(1819年)为永定河防汛需要,曾在卢沟桥进行流量测验。光绪三十年(1904年)5月海河测水机构在天津德国码头开始施测流量。 北宋元丰元年(1078年)范子渊知都水监丞,在导洛通汴的建议里提及河流间的比较,要“积其广深”,并考虑“湍缓不同”,已经认识到构成流量的面积与流速两个要素。据《宋史·河渠志》载:“汜水出玉仙山,索水出嵩渚山,合洛水,积其广深,得二千一百三十六尺,视今汴尚赢九百七十四尺。以河、洛湍缓不同,得其赢余,可以相补。”这里以河流断面面积和水流速度来估计河流流量的概念,在中国水利史上是第一次。 清康熙年间,陈潢(1638年~1689年)有测水法:“水流速,则乃急行人,日可行二百里;水流徐,则缓行人,日可行七八十里,即用土方之法,以水流经过横一丈,高一丈为一方,计此河行几方。”用此法可计算流量。 泥沙测验—— 我国的泥沙站都是和水文站(流量站)结合在一起,早期,也有个别水文站的泥沙测验略早于流量测验,如海河天津小孙庄站,清光绪十八年(1892年)开始沙量测验,宣统二年(1910年)开始流量测验。黄河流域含沙量测验最早在清光绪二十八年,铁道部门在津浦铁路黄河泺口大桥,按重量比测验含沙量,这也早于黄河流域的流量测验。较早开始含沙量测验的还有珠江西江(1915年),淮河(1921年)和长江(1922年),这一时期的含沙量测验比较简单,用水桶或瓶子取一定数量的浑水水样,经过处理后,用重量比计算含沙量。(江赣水) |
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