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- 第九十二章地理学
第三节蓬勃发展的水文学
宋代对河湖水位的观测已有具体数据，在都江堰离堆石崖上刻有十个刻度的水尺，“水及六则，流始足用，过则从侍郎堰减水河泄而归于江。岁作侍郎堰……准水则第四以为高下之度”③。南宋太湖地区出现了水则碑，如吴江上立有两座水则碑，长七尺有奇，树立在垂虹亭北左右。左水则碑用来观测记录各年的水位变化。碑上共有七条横格，一条横格为一则：“横七道，道为一则，以下一则为平水之衡。在一则，则高低田俱无恙；过二则，则极低田淹……过七则，极高田俱淹”。④它表明水位变化与不同地形上农田受水害的数量关系，表明了建立水则碑的目的和通过水则碑了解水位长期变化的规律。右水则碑用来观测记录一年内各旬各月的水位变化。碑上刻有一年十二个月的名称，每月又分上、中、下三旬。左、右两碑合并使用，就可以了解当地短期（一年内）和长期两种水位变化情况。这种设计很科学，在中国古代水文测量史上是一个创举。另外，宋人从长江干流和支流上记录长江枯水位的石鱼题刻统计中得出石鱼具有“三五年或十年方一出”的周期性特点
③《梦溪笔谈·补笔谈》卷3。④《玉海》卷14。⑤《通志》卷73。⑥《玉海》卷91。⑦《补五代史·艺文志》、《通志·艺文略》。①《梦溪笔谈》卷25。②《朱子文集·答李季章书》。③《宋史·河渠志》。④黄象曦：《吴江水考增辑》卷2。
的结论①。由于石鱼“出必丰年”，因此，人们把石鱼题刻称作“丰年碑”或“丰年石”。四川忠县汪家院子宋代洪水题刻，则是目前所见最早的长江洪水题刻。
宋代由于对水位的观测比较仔细，在此基础上，提出了防洪警戒水位的观念。大中祥符八年（1015）六月诏：“自今后汴水添涨及七尺五寸，即遣禁兵三千，沿河防护”。后即成为定制。“旧制，水增七尺五寸，则京师集禁兵、八作·排岸兵，负土列河上以防河”②。这里的“七尺五寸”水位，即是现在水文站通称的“警戒水位”。
这一时期，对于流水侵蚀与沉积作用有所研究，并以沈括的成就最为突出。沈括继承了中国古代流水侵蚀理论，并用之解释温州雁荡山的成因。他指出：“原其理，当是为谷中大水冲激，沙土尽去，唯巨石岿然挺立耳。如大小龙湫、水帘、初月谷之类，皆是水凿之穴。”接着，他把流水侵蚀原理推广到解释所有不同岩性的沟壑，特别是黄土高原沟壑的形成上。沈括通过考察，以山崖上的化石为依据，用流水沉积理论来解释华北平原的成因：“予奉使河北，遵太行而北，山崖之间，往往衔螺蚌壳及石子如鸟卵者，横亘石壁如带。此乃昔之海滨，今东距海已近千里，皆浊泥所堙耳。”③
宋代海洋潮汐学的发展体现在潮时计算与潮汐表，潮汐成因理论和暴涨
潮理论三个方面。
北宋张君房的新潮汐图表，发展了窦叔蒙的潮时表，把窦表作了两处改进。一是横坐标由月相改为“分宫布度”，即月亮在黄道上的视运动度数。二是纵坐标用时辰表示时间的同时，又补充刻来表示，即“著辰定刻”。这两处改进，使张表比窦表精细很多。北宋燕肃则把理论潮时的推算推进了一步。他计算的潮时逐日推迟的时间分为大尽（一个月30天）和小尽（29天），大尽3.72刻，小尽3.735刻。北宋吕昌明编制的《浙江潮候图》是实测潮汐表，具有实用价值。
张君房的潮汐成因理论，受到葛洪、卢肇的影响，主张潮汐是月亮和太阳共同作用的结果，但强调月球的主导作用。余靖、沈括主张月球是潮汐形成的主要原因，批驳了卢肇。
燕肃关于暴涨潮与河口水下地形有关的理论是对潮汐学的一大贡献，但
他否认喇叭形河口对暴涨潮形成的重要作用则是错误的①。
李约瑟对中国宋代潮汐学的成就作了公正的评价。他指出：“在十一世纪中，即在文艺复兴时期以前，他们在潮汐理论方面一直比欧洲人先进得多。”②