在中華民族的歷史長河中,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?yàn)楦鞯厮牟罹鄳沂?。降水、徑流、蒸發(fā)等水文因素在年內(nèi)變化很大,所以在很早以前古人對水文的測報(bào)十分重視。
水位尺是觀測水位的標(biāo)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)生于人類波瀾壯闊的治水實(shí)踐,古人結(jié)繩記事,這繩中某一個結(jié)或許記錄的就是某場洪水水位。
據(jù)史料記載,距今4000多年前的大禹治水時,相傳禹治水用“隨山刊木”、“準(zhǔn)繩”和“規(guī)矩”等方法測量地形,觀測水位。這是中國歷史中第一次對水文的調(diào)查。
許慎于公元100年所著《說文解字》中說“測”字是“深所至也從水則聲”??芍皽y”就是從水位觀測而來,后來就稱水尺為“水則”。公元前 3世紀(jì),中國的李冰在四川都江堰引水工程中,設(shè)石人水尺觀測水位。隋代開始把石人水尺改為木樁和石碑式刻劃水尺,這種題刻被稱為水則,后來,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(xiàn)代水文使用的直立式搪瓷水尺了。
唐代以石魚作水尺,今重慶涪陵白鶴梁上標(biāo)記枯水水位的石魚仍然清晰可見、栩栩如生。白鶴梁位于長江三峽庫區(qū)上游涪陵城北的長江中,是一塊長約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,長江水枯時露出水面。古人認(rèn)為,冬天長江的水位回落到一定位置時,第二年一定是個風(fēng)調(diào)雨順的豐收年,于是就用“刻石魚”的方法記錄長江枯水水位。
每當(dāng)石魚露出,就成為一件盛事,人們在江上聚會,在白鶴梁上刻石記載,文人墨客也賦詩填詞。白鶴梁題刻始刻于唐朝廣德元年,現(xiàn)存題刻165段,3萬余字,石魚18尾,其中涉及水文價值的題刻有108段,記載了唐代至現(xiàn)代1963年共1200年間的72個枯水年份,系統(tǒng)地反映了長江中上游枯水年份水位變化規(guī)律,為長江航道運(yùn)輸和水利工程建設(shè)提供了科學(xué)依據(jù)。
有人做過統(tǒng)計(jì),唐宋以來分布在長江干、支流的洪水題刻有近1000處。當(dāng)然,長江枯水水位的題刻也很多,僅在長江上游宜昌至重慶段就有11段, 題刻362處。
后來,英、法等帝國主義列強(qiáng)先后侵入上海,為了自己的航行安全和各種利益,他們在長江、黃浦江等河流,設(shè)置了一批水文測站,設(shè)立水尺和信號桿,懸掛水位標(biāo)球。這是在長江水系內(nèi)最早設(shè)置的觀測水位(潮位)的近代水尺。清末,外國列強(qiáng)又設(shè)立了一些海關(guān)水尺。這些都是用近代方法進(jìn)行水位觀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(shè)立的。
科技的發(fā)展,電子水位尺的出現(xiàn)讓水尺告別人工監(jiān)測時代。如今,水尺家族十分興旺,各類材質(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(shù)字式傳感器,是利用水的微弱導(dǎo)電性原理測量電極的水位獲取數(shù)據(jù),誤差不會受環(huán)境因素影響,只取決于電極間距。可長期連續(xù)自動檢測水位,適用于江河、湖泊、水庫、水電站、灌區(qū)及輸水等水利工程,以及自來水、城市污水處理、城市道路積水等市政工程中水位的監(jiān)測。