河洛镇机械制造，河洛镇机械制造有限公司

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古代没有水平仪，大型建筑比方说水渠怎么修建呢？

古代没有水平仪，修水渠自然有技艺精湛的设计师总结的土办法。我在这里讲一个简单的工具，在一个装满水的盆子里放一个小板凳，在板凳的四个凳脚上绑两条互相平行且垂直于凳脚的细线，然后从绳子这边往测量方向看，然后在前方的测量标杆上划上记号，将两次标杆上的记号进行比对，就能辨别出水平面的高低情况。这个工具人们形象地称它为“水鸭子”，它是利用水的重心向下和三点成一线的原理自制的一种专门用来测量水平的工具。这里有一个中国人民修建世界八大人工奇迹的红旗渠时用“水鸭子”的故事。

红旗渠开工没多久，工程指挥部就遇到一个难题，当时红旗渠总干渠从山西境内而来，只有通过林县北部的分水岭，才能彻底解决林县全境内的用水问题，水往低处流，要达到这个目的，必须保证渠首到分水岭70多公里的渠线纵坡比不大于1/8000，1/8000是什么概念呢？就是渠道每推进8km，落差只允许下降一米，如果超过一米，坡度就会升高，水就流不过来；反之，坡度过低呢？就会导致水流加速，冲毁下游的堤坝。值得一提的是，红旗渠是全靠人力用锤子和铁钎一点一点凿出来的，施工速度是以米为计算单位的，那么每向前推进一米，这个落差要保持在多少呢？在没有任何机械动力可依靠的条件下，红旗渠工程的技术难关是怎么解决的呢？按照红旗渠的总体设计，纵坡比要不大于1/8000，才能保证渠道的顺利使用，1/8000的落差，换算成米呢，就是0.125毫米，这么细微的落差，林县人民就是靠着“水鸭子”和县里仅有的两只经纬仪，一点一点测出来的。水鸭子节省大量资金，便于掌握，因当时修渠的大多数都是农民，这是最容易掌握的工具，到十年后红旗渠验收的时候，红旗渠与施工指挥部当时的设计不差毫厘，不得不说，中国人民的智慧让世人震惊。

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古代是没有水平仪的，那么他们是怎么控制高程的呢？

他们的方法非常简单，用水管在一根比较细的水管里灌上水，用木棍敲打水管，除去里面的空气，然后水管两头水面的位置高程就是相同的，最简单的连通器原理。

不要小瞧了古人的智慧，只是古代的水平仪没有现在的精准和高可以而已。

相传大禹治水时期就已开始使用“准，绳、矩”等原始的测量工具。《苟子·宥坐》中记述孔子谈法的时候，用“水准”作比喻，来说明执法要公平的道理，指出“主量必平，似法”。如果当时没有类似于水准测量的生产实践活动，就不可能出现这类的比喻。

西汉时开关中漕渠，齐人水工徐伯负责定线工作(即所谓“表”)，就是水准测量仪器，可惜史书上没有详细记载。南北朝时期，我国古代著名科学家祖冲之的儿子祖暅之，还曾在嵩山上造了八尺长的铜表作为日晷，下面与圭柏连接，圭面掘着沟，把水倒在沟里，以定水平。

到了唐代，由于疆域的扩大，农业生产与水利事业普遍发展，测量和制图学也有新的进步。唐人李筌，在其所著《太白阴经》中对测量地势所用的“水平”(即“水准仪”)，有较为详细的记述，这套测量工具，由三部分组成，即“水平”，“照板”、“度竿” 当时使用的水准仪，其构造是：“水平槽长二尺四寸，两头中间凿为三池。池横阔间一寸八分，纵阔一寸，深一寸三分。池间相去一尺四寸，中间有通水渠．阔三分，深一寸三分。池各置浮木，木阔狭微小于池，空三分。上建立齿，高八分，阔一寸七分，厚一分，槽下为转关脚，高下与眼等以水注之，三池浮木齐起。眇目视之，三齿齐平，以为天下准。或十步，或一里，乃至十数里，目力所及，随置照板。度竿亦以白绳计其尺寸，则高下丈尺分寸可知 也”。

到了元代,郭守敬以海平面作为测量高程的基准，在水准测量史上，是一个重大创见。他在测量华北平原地形时，“尝以海面较京师(北京)至汴梁(开封)地形高下之差”。到清代，水推测量的范围逐渐扩大，加之其它测量技术，遂使地形测量更臻完善。

再等到了现代，用的都是红外水平仪激光水平仪了，这些设备远超古达，当代也是有水平仪的，古人施工也是凭借水平仪的，古人的智慧不容小觑！

利用勾股定理和立杆测影技术，我们可以很容易测定高差，用相似三角形原理累差相加，很容易得到某处高程和高差的准确值，间隔等距设定标杆，其实早就有这样的工程技术，秦始皇陵就用的这种技术。

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