在中華民族的歷史長(cháng)河中,人們?yōu)榱税l(fā)展生存,不斷地進(jìn)行新修水利、防治水害等改造自然的偉大斗爭。因為各地水文差距懸殊。降水、徑流、蒸發(fā)等水文因素在年內變化很大,所以在很早以前古人對水文的測報十分重視。
水位尺是觀(guān)測水位的標尺,是水文工作的必備工具之一。水位尺的歷史非常悠久,產(chǎn)生于人類(lèi)波瀾壯闊的治水實(shí)踐,古人結繩記事,這繩中某一個(gè)結或許記錄的就是某場(chǎng)洪水水位。
據史料記載,距今4000多年前的大禹治水時(shí),相傳禹治水用“隨山刊木”、“準繩”和“規矩”等方法測量地形,觀(guān)測水位。這是中國歷史中第一次對水文的調查。
許慎于公元100年所著(zhù)《說(shuō)文解字》中說(shuō)“測”字是“深所至也從水則聲”??芍?ldquo;測”就是從水位觀(guān)測而來(lái),后來(lái)就稱(chēng)水尺為“水則”。公元前 3世紀,中國的李冰在四川都江堰引水工程中,設石人水尺觀(guān)測水位。隋代開(kāi)始把石人水尺改為木樁和石碑式刻劃水尺,這種題刻被稱(chēng)為水則,后來(lái),人們又發(fā)明了固定在水中的木質(zhì)水則。這已經(jīng)接近現代水文使用的直立式搪瓷水尺了。
唐代以石魚(yú)作水尺,今重慶涪陵白鶴梁上標記枯水水位的石魚(yú)仍然清晰可見(jiàn)、栩栩如生。白鶴梁位于長(cháng)江三峽庫區上游涪陵城北的長(cháng)江中,是一塊長(cháng)約1600米、寬16米的天然巨型石梁小島。三峽水庫蓄水之前,每年12月到次年3月,長(cháng)江水枯時(shí)露出水面。古人認為,冬天長(cháng)江的水位回落到一定位置時(shí),第二年一定是個(gè)風(fēng)調雨順的豐收年,于是就用“刻石魚(yú)”的方法記錄長(cháng)江枯水水位。
每當石魚(yú)露出,就成為一件盛事,人們在江上聚會(huì ),在白鶴梁上刻石記載,文人墨客也賦詩(shī)填詞。白鶴梁題刻始刻于唐朝廣德元年,現存題刻165段,3萬(wàn)余字,石魚(yú)18尾,其中涉及水文價(jià)值的題刻有108段,記載了唐代至現代1963年共1200年間的72個(gè)枯水年份,系統地反映了長(cháng)江中上游枯水年份水位變化規律,為長(cháng)江航道運輸和水利工程建設提供了科學(xué)依據。
有人做過(guò)統計,唐宋以來(lái)分布在長(cháng)江干、支流的洪水題刻有近1000處。當然,長(cháng)江枯水水位的題刻也很多,僅在長(cháng)江上游宜昌至重慶段就有11段, 題刻362處。
后來(lái),英、法等帝國主義列強先后侵入上海,為了自己的航行安全和各種利益,他們在長(cháng)江、黃浦江等河流,設置了一批水文測站,設立水尺和信號桿,懸掛水位標球。這是在長(cháng)江水系內最早設置的觀(guān)測水位(潮位)的近代水尺。清末,外國列強又設立了一些海關(guān)水尺。這些都是用近代方法進(jìn)行水位觀(guān)測最早的一批水文站。我國第一根水尺是1865年在武漢江漢關(guān)水文站設立的。
科技的發(fā)展,電子水位尺的出現讓水尺告別人工監測時(shí)代。如今,水尺家族十分興旺,各類(lèi)材質(zhì)、各種形狀的水尺逐水而居,遍布大江南北、大河上下。
電子水位尺是新一代數字式傳感器,是利用水的微弱導電性原理測量電極的水位獲取數據,誤差不會(huì )受環(huán)境因素影響,只取決于電極間距??砷L(cháng)期連續自動(dòng)檢測水位,適用于江河、湖泊、水庫、水電站、灌區及輸水等水利工程,以及自來(lái)水、城市污水處理、城市道路積水等市政工程中水位的監測。