此处河床天然收束,水流加速。依‘水势三诀’:高处缓、窄处疾、分叉匀!”
他拿起一根算筹,在素帛上比划:
“聚势:于鹰嘴岩上游筑弧形导水石堰(利用伯努利原理,水流贴曲面,中心流速增,减少泥沙淤积),束水攻沙,抬升水位三尺!”
“引流:于鹰嘴岩最窄处开凿引水口,设总闸!闸口设计非方非圆,乃流线型堰口(仿照鹰喙曲线),最大限度减少紊流能量损失!依伯努利:q=A*c*sqrt(2g*Δh)!闸口面积A、流量系数c、重力g已知,精确计算不同汾水水位(Δh)下,可引最大流量!确保旱季亦有涓流可引!”
“稳流:主干渠前五里,坡度稍陡,渠底铺设卵石减冲!五里后,坡度骤降,渠身加宽,设沉沙池!确保入网之水,势能虽减,但流缓沙沉,水质可用!”
接着,他的手指移向那辐射状的星形网络:“支渠网络,如星斗布雨。引水入网,非漫灌,乃精准投送!依旱情轻重、田亩多寡、地势高低,划分灌区,如星宿分野!”
他的手指点在朱砂标注的“大角星”节点上:“此乃‘天田枢纽’!位于灌区几何中心,地势最高!主干渠之水,先汇于此枢纽大塘!塘如天池,蓄势待发!”(大角星是牧夫座最亮星,在春秋星象中主农事)。
又从“大角星”节点,划向“角宿一”节点(室女座a星):“此渠主灌安邑西塬!塬高土瘠,旱情最重!渠线取直,坡度稍大,水流疾,送水远!”
指向“亢宿”节点(室女座k、i、φ、λ星):“此渠网灌汾阴谷地!谷地广阔,田亩最众!渠线如亢宿四星,分叉延伸,覆盖全域!”
指向“氐宿”节点(天秤座a、β星):“此双渠灌解池盐田!盐田需水稳量匀!双渠并行,如氐宿双星,互为备份,水势均衡!”
……
“星图所示,非虚无缥缈,乃对应实地之高程图与需水热力图!”周鸣的手指划过星形网络的每一条辐射线,“每一条支渠之走向、长度、坡度(S=sθ=Δh\/L),皆经精密计算!确保从枢纽(大角星)至最远端田头,水头损失最小,流速分布最优!如同星光,虽远必达!”
最后,他指向网络节点上那些代表闸门的小符号:“闸门控流,如斗柄酌浆。各支渠分水口,设调控闸门。闸门非简单开闭,其开度角度(a),决定过水断面,进而精确控制流量!”
他拿起一个用硬木和黄铜精心制作的模型:一个可旋转的扇形青铜闸板,嵌入渠槽模型。闸板轴心处固定着一个可转动的青铜圆盘,圆盘边缘蚀刻着精细的角度刻度和一组对应的、更令人费解的“函数值”表格(正弦、余弦值表,以六十进制角度标注)。闸板转轴通过齿轮组与圆盘联动。
“此乃‘函角水闸’!”周鸣演示着,“欲调节流量至某值,先查‘伯努利-谢才’算表,得所需过水面积A。闸门形状为弧形(对应部分圆截面),过水面积A=(θ-sθ)*(r^2)\/2(θ为闸门开启弧度角,r为渠孔半径)!此式已刻于盘上。只需转动此盘,”他旋转青铜圆盘,闸板模型随之精确转动,“将盘上所需流量值(换算后的面积A值)对准基准线,闸门即自动定位于对应开度角a!水流即被精准‘酌’出!”
“枢纽大塘设‘星晷水则’!”周鸣补充道,“塘中立圭表,依日影定时;水面浮标,刻尺度量水位。塘吏只需按晷影时辰、观水则刻度,查对应星图节点(支渠)的‘需水函角表’,即可知何时、开何闸、开几度!如同观星定历,精准无误!”
魏绛、郡守、司工大夫以及诸位家臣,全都屏住了呼吸,死死盯着那幅覆盖千里的“星网”素帛,听着那些闻所未闻的“水势三诀”、“函角水闸”、“伯努利”、“星晷水则”……他们眼中最初的茫然和怀疑,渐渐被一种近乎眩晕的震撼所取代!这哪里是水利?这分明是以大地为盘,以汾水为子,以星图为谱,布下的一场夺天地造化之工的宏大棋局!
“所需民力几何?工期几许?”魏绛的声音带着一丝不易察觉的颤抖,问出了最关键的问题。
周鸣指向素帛上几处关键节点:“枢纽石堰、主干渠引水口、沉沙池需精工,征调工匠刑徒三千,两月可成!其余土方工程,”他手指划过那覆盖千里的星形支渠网,“化整为零!以‘星斗’(支渠节点)为心,划分百工区!每区依‘割圆术’就近征发民夫,负责本‘星区’内渠线!依地势高低,分派坡度(S)!民夫但知依标桩取直,依坡度板(带水平泡和坡度刻度的三角板)控坡,依函角盘调闸!