关于水的种研究

大英图书馆说明

列奥纳多·达·芬奇在这一页研究的是如何控制水流的问题。他试图通过设置各种各样的工程化障碍物来疏通河流，以解决水患问题。在1508年左右，法国国王路易十二允许列奥纳多·达·芬奇在米兰大运河河段进行水利实验。

在这页边上，列奥纳多·达·芬奇绘出了一套综合的障碍物体形状。这一系列的几何形状也包括一条备注，表达出他希望通过各种结构体的研究来避免水患的美好愿望：“这类障碍物的科学放置特别有用，因为科学放置可以教会我们如何疏导河道，并避免水流冲击的地方遭到毁坏。”

但是，这些障碍物体仅仅是列奥纳多·达·芬奇关注的一部分，是他对控制水流这一广泛的探讨的一部分而已。这里他给出了关于水研究的大概的章节，这和手稿的其他部分比较类似。这说明列奥纳多·达·芬奇试图在一些基本原则的基础上演绎水科学的定义，然后从概况的描述慢慢演绎到具体地解决问题。

河底重物为何逆流而上

列奥纳多·达·芬奇关于水利学的研究，更多的是从实用主义出发，用于堤坝的修建和河道的维护。在这篇手稿当中，他提出了这样的一个观点：“因为如果是河水冲击障碍物，而不是简单地从障碍物上流过，水流会在障碍物前方将泥土掘起，在障碍物后面堆积起来。”

事实上，河水冲击比较沉重的障碍物，不但不会将障碍物冲走，反而会在障碍物上反射，将障碍物前方的泥土掏空，使得障碍物逆流而上——其中最经典的案例就发生在中国。

清代纪晓岚的《阅微草堂笔记》中记载了这样一个故事：某个寺庙当中的庙门石兽被洪水冲到了河道当中，过了很长时间之后，人们前去打捞，顺流而下十余里都没有找到。一位博学多识的人认为，石兽可能是深陷于泥沙当中。就在众人准备下河挖泥的时候，一位经验丰富的老河工却建议众人不妨到河流的上游去找一下。众人都大惑不解，认为老河工异想天开。老河工就解释说：河水冲击石兽，由于冲不走石兽，反射的水流反而会将石兽前的泥沙掏空，成为沙坑，石兽就“倒掷其中”，反复如此，石兽就“逆流而上”了。众人遵从老河工的建议，果然在河流的上游找到了石兽。

二十三项议题

如果水以相同的力度从两岸同时撤退，显而易见河道是直的，河流最深的地方出现在河道中间。也就是说，在河水主水流的下方。河流的主水流在河水反射运动相互碰撞的地方。河流最深的地方在反射运动产生的水流下方。河流的直线水流会受到其他水流的横向冲击而弯曲变形。小河流入大河，小河水流是造成大河对面河岸毁坏的主要原因。河流中形成的沙洲，迎击水流的一端沉淀下来的沉积物最重，而另一端则相反。

两股水流相遇，然后合二为一，水流会掏空交汇点的底部。但是对于那些交汇后便掉头向相反方向流动的水流，交汇处的下方则形成船形的大坑。水流交汇形成的交汇点下方是河床最深的地方，交汇水流之间的角度越小，下面的坑在纵向上越长。相反，如果两条交汇的水流之间的角度越大，交汇点水流下方形成的水坑就越短、越深。如果两条河流汇入平静的湖泊，就不会在交汇的地方形成冲击坑，因为没有形成冲击。洪水撤退后首先出现的沙洲，会迅速将沙洲上的水排入旁边的水流。沙洲上的鹅卵石被不断冲刷，将上面的沙子冲洗干净，而结果沙子顺着水流被冲走。如果沙洲出现在河流注入后所形成的平静湖面上，水流携带着泥沙会沉淀于湖泊，将湖底慢慢填充。

如果两股水流交汇，在交汇前，一股水流先冲击河岸，交汇在底部形成的冲击坑，会出现在河岸被冲击的那一侧的下方。概念：流速越快的水流，冲击力越大，对河流底部造成的冲击也越大。概念：水流越是缓慢，在水流减慢之前，将其携带的物体沉淀的比例越多。当两股水流交汇，流速慢的水流减速比较快，这样使水流变得湍急的漂浮物体沉积越多，附近比较急而有力的水流，会立即使沉积物漂起被冲走；这样在流速慢的水流和流速快的水流之间就会突然形成冲击坑。

概念：流速快的水流对其底部进行冲击，而流速慢的水流则在底部填补冲击坑。水流一般在遇到障碍物前会减速，而水流底部的沙子开始翻腾。当从河岸反射回来的水流在河流的中部相遇，会形成第三次反射运动，水面升起更高，而在回落的过程中，水在河中的长度和宽度上覆盖面均比较大。

但是因为这种情况持续不断地发生，当从两岸发出的反射运动开始变化，也就是说，如果反射运动中有一次力度过大或过小，那么在河流中部发生的第三次反射运动，会时而落到右边，时而落到左边，即总是偏向上次反射力度相对小的一边。当水流的水冲击河底，弹回后跃出河流的正常水流便不再受到河水水流的冲击并随其运动，因为自身已经离开水面处在空气中，那么贴近水流底部的已经被冲走，跃出水面的会向下降落。在水流底部固定小基桩，会导致水流在一定距离上对河床形成冲蚀。