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古人修都江堰、大运河,没有现代仪器,靠什么知道哪高哪低?

时间:2023-06-06 10:32:17 | 浏览:314

在古代,修建水利工程是一项极其困难且耗费大量人力和物力的任务。而在没有现代化仪器和科技的情况下,究竟是什么让古人们能够建造如都江堰、大运河这样规模宏大的工程呢?借助地形的变化进行推测都江堰和大运河都是中国古代重要的水利工程,它们在建设过程中

在古代,修建水利工程是一项极其困难且耗费大量人力和物力的任务。而在没有现代化仪器和科技的情况下,究竟是什么让古人们能够建造如都江堰、大运河这样规模宏大的工程呢?

借助地形的变化进行推测

都江堰和大运河都是中国古代重要的水利工程,它们在建设过程中都采用了利用地形变化的方法来推测水流的方向和水位的高低,这种古老的方法不仅展现了人类智慧,而且在现代水利工程中仍有应用。

都江堰位于四川成都平原的蜀江流域,修建时采用了“分洪灌溉、平均水利”的设计思路。这里最先利用了地形变化的方法进行推测,修建了数千米的引水渠道,使积聚在岷江上游的雪水顺利进入平原进行灌溉。工程中最重要的两个部分是分水灌溉和倒虹灌溉。

分水灌溉指的是通过将岷江分成两条水流,使一部分流入分水渠,经过引至灌溉区的流渠,另一部分流经都江堰上的溢洪道,防止过高水位泄洪。而倒虹灌溉则是利用了水流与空气的热胀冷缩而设计的,通过倒置的漏斗把暖湿空气吸入冷凉水流中,形成一种类似于低压的状态,使得水流穿过高山,流向平原。

而大运河则是中国古代最为著名的水利工程之一,它横跨山东、安徽、江苏、浙江等省区,全长约1800多千米,修建时间跨度超过2500年。大运河的成功建设也与地形变化有关。设计者在选择修建的路线上,首先考虑的是地形的平缓与坡降。

在不妨碍运河运输功能的前提下,尽量沿着易于开挖且地势平坦的路线修建,既方便了工程建设,也提高了河道的通行能力。另外,在设计运河涨落水位时,他们发现采取不同的涨落高度,可以节约一部分开挖淤积物的成本,大幅节约了运河建设成本。

通过经验判断水流方向

古人修建水利工程的方式主要是通过经验判断水流方向,以此来规划工程的建设方案。在水文地理学尚未存在的时代,古人主要根据地形地貌、气候情况、流量大小等方面的经验来判断水流的方向。

这种判断方式,虽然有一定的主观性,但却可以在一定程度上反映出水流的流向情况,帮助古人更好地规划水利工程的建设。

都江堰是中国古代修建的一项重大水利工程,以灌溉四川平原为目的,其主要特点是能够利用高差原理,将水资源合理利用,并在修建水渠、拦河坝、引水渠等方面都有自己的特色。

修建都江堰时,古人首先利用在川西高原的两条河流来规划工程建设的方案,要判断水流的走向,以此来决定水渠的修建方向。

在进行水文调查的过程中,古人主要利用地形、植被和气候的信息来判断水流的流向,同时利用实地探查和试验来补充信息,将水流的流向确定下来,以此来确定水渠的方向和长度,以便更好地将水流引导到灌溉区域。

大运河是中国古代修建的另一项伟大水利工程,其主要功能是贯通黄河、淮河流域,以水运方式调运粮食、盐等物资。

在修建大运河时,古人同样要通过经验来判断水流的方向,以此来确定运河的修建方向。大运河的航道总长度长达约2000多公里,相对较长,因此需要耗费大量的人力、物力和财力。

在修建大运河时,古人主要利用水文调查来确定水流的流向,同时还需掌握河岸的情况,了解水流的潮汐变化等内容,并据此来确定运河的走向和长度,以此来更好地服务于当时的物资贸易和人员流动。

利用简易的测量工具进行测量

古代的人们在修建水利工程方面,使用了一些简易的测量工具,以便精确地测量出各种参数,从而保证工程的顺利进行和成功落成。这些工具虽然看起来简单,但却非常实用和有效。

其中一个重要的工具是水准仪。在修建大规模水利工程时,如都江堰和大运河,进行高程测量非常重要。因此,古代的工程师使用水准仪来确定地面的高度。

水准仪由一个长而直的水平架和一个垂直的玻璃筒组成,在筒内有一个气泡。这个仪器通过使用重力和液体的性质来检测地面的高度。

另一个工具是墨斗。墨斗是一个圆柱形的工具,由两个杆和一个固定在一端的转轮组成。墨斗使用简单的原理来测量深度和距离。它被广泛用于测量水深和河流宽度。

在使用墨斗时,把墨斗放入水中,转动杆,墨斗内的一定量的墨水会溢出,标记出表面上的水线。通过比较这个水线与岸边的标志,可以测量深度和距离。

除此之外,绳子也是古代工程师们经常使用的工具之一。在修建运河或都江堰,需要测量河道距离或渠道长度。在缺乏精确测量工具的情况下,工程师们利用绳子来帮助进行测量。

使用的方法是先将绳子拉直,利用固定的标志将绳子固定,再将绳子移动到需要测量的位置,并将标志移动到标记出的基准点上,通过统计绳子的长度来测量距离或长度。

在现代科技迅猛发展的今天,我们更应该在学习现代科技的同时,注重积累实践经验和提高个人素质,以更好地面对未来的挑战和建设。

校稿:小小白

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