如何测量高低？“水平面”是最好的标尺。北宋之前，人们用“水鸭子”测量地面高低（抄平）。“水鸭子”实际上就是用一盆水，倒放一个简单的小木凳，两条木凳腿连线就是水平视线，用肉眼观测前方的标尺，测定地面高度差。
“水鸭子”测量法（来源：电视剧《红旗渠》截图）
当年修建红旗渠时，在测量设备严重不足的情况下，技术员们用土办法，盆面测量法即“水鸭子”测量法，一个脸盆、一张板凳、一条黑线、一根木棍，完成了数据测量，为这个伟大的水利工程贡献智慧。
红旗渠岸上的雕像，展现技术员用“水鸭子”测量水平的场景（来源：红旗渠旅游）
这种测量方法所用工具的制作，是在“长二尺四寸，广二寸五分，高二寸”的木质长方体的两端，各凿“方一寸七分，深一寸三分”的方池，“或中心又开池者，方深同”。在三个方池之间，开槽“广深各五分”，将水注满方池，使三池之水相通。在方池里各放一个水浮子，水浮子“方一寸五分，高一寸二分，刻上头令侧薄，其厚一分，浮于池内”，作为准星。测量地形时，先将此水准工具放于高出地面四尺的立柱上，然后在施测范围内选定位置，“四角各立一表（即立标杆），用水准分别“遥对立表处，于表身画记，即知地形高下”。通过这种工具，还可以测知水位高低，为水运工程建设提供了科学依据。
到了唐宋时期，中国的水利工程技术又上了一个台阶。这个时期，一个叫作水平真尺的神奇工具横空出世。水平真尺，顾名思义，就是用来测量水平的尺子。但这把尺子有讲究，通常由铜制成，长约一尺，宽约一寸，厚约五分。在尺子的表面，有一条细长的凹槽，这个凹槽就是水平真尺的精髓所在。水平真尺就是利用水的自然特性，只要把水注入凹槽，水面就会自动形成一个完美的水平面。
但是一个水槽还不够，工匠们在水平真尺的两端各安装了一个小铜片，这两个小铜片上都有一个小孔。当水注入凹槽后，工匠们会通过这两个小孔去观察远处的目标。如果两个小孔和水面在同一水平线上，那么通过小孔看到的远处目标也就是在同一水平线上的。
水平真尺的发明和使用，大大提高了水利工程测量的精度。有了这个工具，工匠们可以更加精确地测量地形的高低，确保水流的方向。这对于大运河的修建，可是至关重要的。
文 | 现代快报/现代+记者 宋经纬
