如何测量水的深度

大英图书馆说明

这一页继续讨论水流在障碍物周围交汇、形成圆形水纹图形，重点讲述了在河床及河岸附近发生的现象。

上半页研究与堤坝有关的水流的自然特征，并且指出这些可能存在的薄弱环节和易于受到破坏的地方。这些情况列奥纳多·达·芬奇用具体的图例显示：

“携带着物体的水流，经常连带物体一起，在笔直的河流中直接冲入河岸或冲到障碍物上。这样水流在河岸比较薄弱的地方弯曲并向两边分开，……水流就会另辟蹊径，流入新的水道。一旦障碍物从最脆弱的地方破裂，水流会形成新的方向，这样持续不断，一波连着一波。”

接下来，列奥纳多·达·芬奇测试在流动水流的河床上出现的障碍物，以及水流对河底的泥沙和深水水流的影响：

“因水流动在河床底部产生的障碍物，紧跟着快速流动的水慢慢前进。因为冲击障碍物的水从沙洲的底部慢慢将泥沙搬移到顶部，……比较重的部分则……下滑到沙洲对面，……到达沙洲脚下后，停息下来。”

沙洲的移动

沙洲指河流的中心滩、江心洲以及湖滨、海滨附近形成的沙滩的总称。是水流和波浪搬运、堆积作用形成的堆积地貌。

沙洲的形成往往是因为在河道中出现对应的两个横向环流，而且底流都指向河床中间，这样河床中间的砂质浅滩就会有河流当中的携带物沉淀，慢慢增高，在枯水期露出水面，形成沙洲。沙洲露出水面之后，对于河流的两个横向环流的阻碍增大，河流的携带物更多地堆积在沙洲两边，使得沙洲不断变大，但是因为河流的冲刷原因，一般会呈现狭长的形状。

列奥纳多对于沙洲形成原因的解释非常清楚，但是更加让人惊讶的是他对沙洲移动的阐述。他认为，如果洪水期的河流漫过了沙洲，会对沙洲的前部进行冲击，冲走前部的泥沙或其他物质，但是等到河流携带着这些泥沙或其他物质越过沙洲，由于流速变慢，所携带的泥沙和其他物质便再度沉淀下来，沉淀到沙洲的后方。这样就会导致沙洲前方减少、后方增加，使得沙洲不断向下游移动。

凭借着这样独特的观察力、丰富的水利理论和缜密的推断能力，列奥纳多比今天借助于现代器材的学科专家显得更有远见卓识，更有清楚的表述能力。  

十二项议题

当河水从坝上落下，在河床的下方、水流降落的最低点，会形成比较深的冲击坑。那么从堤坝上冲下的水流，绝不会在堤坝脚下形成冲击坑，而且也不会在反弹过程中冲刷掉泥沙，因此更不会逐渐形成另一个障碍，但是会沿着对面堤坝底部的横向水流而流动。

然而，如果堤坝最低的部分，呈对角线穿过河流，在阶梯状台阶之后，建设为深入地下的宽阔的横面，水流从横面流下，并从最低一级台阶开始垂直落下，在河床底部造成冲击坑，水流在降落过程中不可能再具有很大的冲击力度。这里有个实例，在维杰瓦诺的斯福赛斯卡草原，水从这样的阶梯式堤坝落下，流水降落幅度为50布拉乔奥。

当水流穿过一大片田地流下，只有很小一部分水流穿过田地的某些地方。这是因为，首先流下的水流将低洼的地方灌满，这样后面的水流才可以漫过前面的水，向四周展开，寻找第二个低位。然后，一个接着一个，寻找第三个、第四个低洼的地方，持续不断，有时向右，有时向左，有时中间，而有时几个方向都有。但是能漫过整个田地、穿过整个田地的水流却寥寥无几。

流淌的河水如果没有首先滋润它所穿过的峡谷，那么它的流速绝不会太快。这是因为流入河流的水统统要穿过河口，在相等的时间内需要流出等量的水。但在开始的时候却无法如此，因为进入河流的水首先要荡平所有的坑坑洼洼。汇入河流的水会变得较慢，远远达不到水流运动的直线要求，其中包括垂直运动及水平运动。处于7 000布拉乔奥水平高度中部的水，不会从原来的地方自动向下流动——除非水所在的地方比周围高出3 500布拉乔奥。

水流冲击看障碍物体，从冲击面的中间朝下方做出弧形运动并被反弹回来，水流不断冲击障碍物的底部，并在障碍物的底部奋力开掘。在冲击面上方，也因为反射作用掉头反弹，跃出其他水面，好像沸腾的水一样，这样的水流获得了重力，向下落入下面的水中，并穿透水面。因为比下面的水重，水流在达到底部的时候，同另一次反射水流结合，这样增大了对底部的冲击作用；因而这些水流会一起旋转，一起在河床底部形成船底一样的冲击坑。

水流所降落的地方因为总是迎着水流，受到流水的侵蚀，变得像山峰一样突兀，而如果是泥沙或碎石，则明显可以看到这些东西逆流而上。不管是含有泥沙还是碎石，河流底部的水流一般在较快的水流下方慢慢移动。在流动的过程中，水道一旦变宽，水流的冲击力会立即减少很多。

河道狭窄而流速快的水流，会将宽而慢的水流裹挟到交汇点的物体全部冲走。如果不是在特别宽的水流表面和底部之间放置物体，水流经过这样的障碍物，会在底部最深处形成新的水流。发生这种情况是因为，从障碍物上流下的水流，将受到冲击的底部掏空，而横向水流绕过物体，迅速到达冲击坑。水流交汇的作用会在河道底部的交汇线上形成长长的船形水坑。

因为滑道为斜坡，4 000磅的撞锤无法产生4 000磅的力度，1 000磅的拉力也不会形成超过1 000磅的冲击力度。在这种情况下，撞锤缺少3 000磅来驱动桩柱，因为桩柱驱动需要至少4 000磅的力度，那么必须安装12 000磅级别的撞锤，通过4 000磅的拉力来提升，在下降的过程中形成4 000磅的冲击力度。

如果用带有枝条的树木来对抗水流，将树木厚厚地一层层捆在一起，树干朝向下游，树枝朝向上游，形成短粗的锥形，树枝用上游流入堤坝沉淀的泥沙一层层掩盖起来，这样做成的水坝很持久耐用。