陕西水文博物馆设计历史主线和功能研究

宋安利

（陕西省水文水资源勘测局，陕西 西安 721000）

1 国内水文专业博物馆的现状

根据文化和旅游部数据，1996 年～2017 年中国博物馆规模逐年快速增长，1996 年仅有1219 个，到2017 年，博物馆数量达到4721 个。这些博物馆分为社会历史类、自然科学类、文化艺术类和综合类。根据我们调查，国内目前涉及水文科学和水文工作的专业博物馆仅有重庆白鹤梁水下博物馆和湘江流域水文展示馆。重庆白鹤梁水下博物馆2009 年5 月18 日开馆，被称为世界第一古代水文站，也是世界唯一水下博物馆。通过“无压容器”的壳体将长约1600 m，宽16 m 的天然巨型石梁（白鹤梁）保护起来，供后人随时“一睹芳容”。石梁上刻有自唐广德元年（763 年）至当代的石刻题记164 段，其中水文题记108 段；石鱼图14 尾，其中作水文标志者3 尾。题刻、图像断续记录了1200 余年间72 个年份长江历史枯水位情况，对研究长江中上游枯水规律、航运以及生产等均有重大的史料价值。2019 年9 月17 日，湘江流域水文展示馆建成，该馆以“湘江流域水文文化”为展示主题，该馆以“湘江流域水文文化”为展示主题，在现代高科技手段的支撑下，综合运用声、光、电、多媒体等数字科技手段，将液晶显示、电子翻书、液晶推拉屏、数字沙盘、电子签名、无人机等现代声光电技术及全流域展示图，水文科普知识展示、水文仪器设备变迁发展展示环节，以服务民众与科学普及相结合、知识性与趣味性相结合、虚拟空间和现实空间相结合、体验式互动与三维实景模拟相结合，生动详实展示了湘江流域水之壮美，全面展示水文发展成就，使水文科普工作更加贴近实际，贴近生活，是科普文化的重要窗口。2017 年，陕西水文水资源勘测局拟建设陕西水文博物馆，主要由室内展馆和室外体验两部分组成。与重庆白鹤梁水下博物馆和湘江流域水文展示馆相比，陕西水文博物馆具有展示的历史跨度长，文物（含仿制品）及史料丰富，科普性及趣味性强的特点。

2 水文现象、水文科学及水文工作之间关系

“水文”和“天文”一词中的“文”都作“自然界的某些现象和事物客观规律”理解。所以水文是自然界中水的变化、运动等各种固有的现象。自古以来，人类在日常生活和生产活动中，特别是在与水旱灾害作斗争中，人类不断观测各种水文现象，思考和研究它们的规律，积累起关于水的丰富知识并用于生产实践，从而形成了水文科学。水文科学作为自然科学的分支，是研究自然界水的时空分布、变化规律的一门学科，也是一门广泛为生产和生活服务的应用科学，是由一系列分支学科组成的涉及整个水资源并与多个边缘科学相互渗透的与社会科学紧密联系的一门综合性科学。水文科学研究方法众多[3]，最终都基于数理统计和成因分析，因此需要用大量的水文数据进行统计、分析和计算，这就要求一支专门的机构和队伍按照相关规范设站观测和搜集整理水文数据，以满足水文科学研究和国民经济各部门事业发展需要。可见，水文现象、水文科学和水文工作是相互联系而有所区别，不能混为一谈。

3 设计历史主线研究

陕西，简称“陕”或“秦”，是中华民族的发祥地之一，地跨长江、黄河两大流域，水系纵横交错，河流湖泊众多，洪涝灾害频发。在漫长的历史长河中，秦人为了生存和发展，在进行治水兴利、改造自然的实践活动中，不断探索水的时空分布和运动变化规律，形成了古代水文，历经几千年沧桑，演进为近代水文，发展到今天的现代水文。

3.1 古代水文（1840 年以前）

考古发现，6000 多年前，半坡人对浐河枯洪变化已有了清晰认识，选择取水便利，又不受洪水威胁的西安城东六公里处的半坡村居住。人类在争取生存的实践中，也在不断摸索河流变化的规律，开始有意识的观察，并利用石刻、石人等记录河水洪枯变化；后期发展到利用简单工具观测和计算雨、雪、水位等水文要素，达到治水和用水目的[1]。

3.2 近代水文（1841 年～1948 年）

民国7 年（1918 年），天主教堂修道院院长意大利人戴夏德先生在高陵县通远方建立陕西第一雨量站。民国11年（1922 年），水利大师、著名水利专家李仪祉先生为设计修建泾惠渠，在泾河设立二龙王庙水文站观测流量、泥沙等水文要素。到民国26 年（1937 年），陕西境内已有水文站21 处、水位站13 处、雨量站80 处，测验项目包括水位、流量、泥沙、降水、蒸发和气象等。民国36 年（1947 年），陕西省水文总站成立，统一管理陕西境内水文测报工作[1]。

3.3 现代水文（1949-）

新中国成立后，陕西水文科学和水文工作快速发展,在机构、站网、测验项目、设施设备等方面不断提升和完善。机构更加健全，站点不断扩充，测报能力显著提高。截至2017 年底，全省共设延安、西安、宝鸡、汉中、安康、商洛、咸阳7 个水文分局，157 处水文站、114 处水位站、1920 处雨量站、54 处蒸发站、68 处泥沙站、62 处墒情站、305 处水质站。水文工作已发展到运用新技术、新设备进行水文预测预报、水资源研究的现代水文阶段[1]。

4 设计功能研究

通过对陕西水文历史发展主线的研究可见，陕西水文博物馆设计总体目标应该是建成整体布局科学合理，文物史资料丰富，展示形式多样，教育功能突出，文化底蕴深厚，综合采用现代多媒体和声光电技术，集科普性、互动性、现代性为一体的水文专业博物馆为目标[2]。

4.1 展现秦人认识和应用水文科学历史过程的功能

纵观人类历史发展，世界“四大文明”古国，都源于对水文现象的认识和运用。公元前3500～前3000 年，古埃及就开始观测尼罗河水位灌溉引水，造就了古埃及的文明。在中国，公元前23 世纪大禹治水用“随山刊木”“准绳”和“规矩”等方法测量地形,观测水位。在陕西境内，秦人祖先对水文科学的最初认识，最早可追溯到6000 多年前西安东郊半坡人时期。通过科学合理的展示元素和展示形式，完整表现陕西水文科学以原始观测和定性描述为主要特征的萌芽时期、以定量观测和初步理性认识为主要特征的奠基时期、以广泛应用和迅速发展为主要特征的成长时期以及以新技术的引入和开展水资源研究为主要特征的现代化时期历史过程。

4.2 准确反映水文工作在国民经济建设中的作用功能

水文科学与人类生产生活密切相关。在古代，水文科学促进了古代水利工程的建设，如公元前246 年，秦王采纳韩国人郑国建议，并由之主持兴修“关中郑国渠”，测量和泥沙处理技术已达到较高水平。在近代，李仪祉先生在泾河设立水文站观测泾河水位、泥沙等水文要素，修建了著名的泾惠渠水利工程，此后又陆续在陕北、陕南设站观测河流水文要素，为“关中八惠”(泾惠渠、洛惠渠、渭惠渠、梅惠渠、沣惠渠、黑惠渠、甘惠渠、涝惠渠)，“陕南三惠”（汉惠渠、褒惠渠、湑惠渠），陕北定惠渠、织女渠等灌溉工程的的修建提供了水文依据。在现代，水文科学和水文工作在全省水利工程建设、防汛抗旱、水资源管理、水环境保护等方面发挥了越来越重要的作用。

4.3 宣传和科普水文科学知识功能

水文科学作为一门自然科学，与人们的生产生活和经济社会发展密切相关。事实上，除过专门从事水文科学研究和水文工作的人员外，很少有人对水文科学和水文工作有所认识和了解，往往出现植被破坏造成水土流失、违章建筑挤占河道影响行洪、水环境污染导致水质恶化、工程防洪标准不科学存在安全隐患、地下水超采形成地面沉降等各种错误现象，给人民群众生命财产安全和国家经济造成巨大损失，教训极其深刻。博物馆对水文科学进行普及和宣传，通过这个窗口，让更多人认识水文现象，了解水文科学知识，体会洪涝灾害的危害，从而达到提高人们抵御自然灾害能力和水环境保护意识。

4.4 汲取水文科学研究和工作经验的功能

陕西6000 多年水文科学发展历史和近百年水文工作历史中，出现了很多在当时社会水平下比较先进的研究方法和测量器具，其思路和方法值得借鉴。例如，南宋数学家秦九韶所著的《数书九章》（1247 年）中收录了最早的测雨器计算降水量的四个例子，分别是“天池测雨”“圆罂测雨”“峻积验雪”和“竹器验雪”。其中“天池测雨”所描述的“天池盆”已经和现代气象观测所使用的雨量筒非常接近了，而方法上则采取“平地得雨之数”来度量雨水，堪称世界上最早的雨量计算方法，为后来的雨量测定奠定了理论基础。清朝时期，黄河上设立一种常用的水位测量志桩，史料对其记载：“用木削作方形，四面高下不等，每隔一尺刻横纹十道，间道涂以红黑色，每道为一寸；长短式样不易，有四丈五尺，三丈五尺、二丈五尺、一丈五尺至数尺不等。出水者刻做横纹，以验水之长洛，曰旱桩，入水者则不刻横纹矣。[4]”这与现在人工水尺已经十分接近。

5 结语

善治秦者先治水，善治水者先知水。陕西水文博物馆展现的是秦人从古至今对水文科学研究探索和应用的历史。因此，在设计阶段，首先应该对陕西水文历史主线进行深入研究分析，尊重历史，让历史说话，抽取历史长河中具有时代特征的元素如文物、史料、典故等来反映历史，搭建参观者与之间之间的桥梁，从而达到上述四个功能，实现人们对水文科学和水文工作历史沉淀的解剖、分析和文化汲取。