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沈括在青少年时期跟随到各处上任的父亲游历各地，而沈周又是一位“亲民官”，这使沈括有更多的机会和社会接触，了解下层人民的真实生活状况。耳濡目染间，沈括的思想也受到了一定的影响。
父亲沈周去世后，沈家人失去了主要的经济支柱，生活压力倍增。沈括在杭州为父亲服丧三年以后，承袭父荫，开始自食其力，做了多年低级官吏。在此期间，他历任海州沭阳县（今江苏沭阳）主簿、代理东海县（今江苏东海）县令、宣州宁国县（今安徽宁国）县令、陈州宛丘县（今河南淮阳）县令等官职。沈括的职位虽低，却正是他的出身阶层和所处社会地位不高，经济情况也不宽裕，加上长期旅行在外等原因，使他能够同情、体恤劳动人民的生活不易。因而在这些日子里，他力求能为民解困，做出一点成绩。
他在《除翰林学士谢宣召表》中这样说：
一纪从师，讫无一业之仅就；十年试吏，邻于三黜而偶全。
从24岁开始做县吏，到33岁举进士，这十年间沈括所走的道路，可谓崎岖不平。然而无论情况如何恶劣，沈括都没有放弃自己的责任。他在沭阳任主簿时，生活异常艰苦。主簿是低微、劳苦的底层官职。沈括在他的《长兴集》中，对这个极苦极累的低阶职位有生动的描写：“沭阳县方圆几百里，只要是兽蹄鸟迹所到的地方，都有主簿的工作职责。而那些往来吊问、岁时祭祀、公私百役等杂事琐事，绝大部分也由主簿兼着。”一句话，一个县百姓的吃喝拉撒睡，所有事情主簿都要管。当时沈括还年轻，有他自己的抱负，虽然担任这样低微、劳苦的县吏，却没有感到泄气，依旧兢兢业业。
疏浚沭河是沈括担任沭阳县主簿期间最突出的事迹。
沭河起源于今山东省沂水县境内的沂山，向南经莒县、郯城县，再流入今江苏省境内。历史上，当沭河穿越沭阳县后，因为当地地势平缓，水流速度逐渐放慢，水流中携带的大量泥沙开始慢慢沉积，导致河流容易被堵塞。一旦进入雨季汛期，就会出现排水不畅的情况，并有引发水灾的隐患。沭阳县的前任知县由于在治理沭河时处置失当，引起了被征调来的民夫的反抗。为了平息事态，朝廷任命沈括临时代理，主持疏浚工程。
■ 沂山风光
沈括一上任就面临极为严峻的形势，当时老百姓的情绪非常激动，甚至有些失控。在这样的情况下，一不留神就有可能引发更大规模的骚动冲突。另外，时间不等人，一年一度的播种时节马上就要到了，如果不能尽快地疏浚河流，大概率会错过农时，这样将影响来年的收成，造成更大的损失。由于这种种原因，沈括在深思熟虑后决定不采取高压政策，不对民夫的反抗行为进行镇压，而是采取怀柔的方式，尽可能用缓和的态度安抚他们的情绪。他特别强调政令要前后一致、赏罚分明，并秉持他一贯的科学实证精神，前往实地勘查。之后，沈括带领数万民夫投入到沭河的疏浚工程中，不但疏通了被淤塞的河道，还修筑了两道防洪大堤，修建了九座堤堰，开通百余条水渠，灌溉沿河的田地，新增了七千多顷的良田。这些都对改善沭阳县的农业生产状况、提高老百姓的生活水平起到了积极的作用。
沈括工作勤勉负责，体恤百姓，初入仕途就取得令人赞叹的政绩。他在施政一方的同时，对科学研究依然保持着浓厚的兴趣。比如在沭阳县担任主簿一年后，二十岁出头的沈括又去海州东海县（今江苏东海）任代理县令。在此期间，他在东海县一户村民家中搜集到了专治小儿“走马疳”（坏疽性口炎）的药方，并从这个药方中分析发现此药中含有砒霜、石灰等有毒成分，因此不能过多服用，并将其记录在自己的医著《良方》中。
虽然沈括在工作中勤勤恳恳、任劳任怨，也取得了不错的政绩，但由于他不是科举进士出身，不仅一直得不到提携与重用，还有随时被解职罢免的可能。前文中沈括说自己“十年试吏，邻于三黜而偶全”，就是这个时期的事。这样的局面对于从小就立志于学、抱负远大的沈括来说，是无法接受的，他必须想办法改变。于是，沈括辞去官职，开始全力准备科举考试，希望通过自身的努力改变命运。
此时，沈括的哥哥沈披正担任宣州宁国县县令。沈括来到了哥哥家，他一边紧张学习，准备科举考试；一边在学习之余游览当地的名胜古迹，并留下了许多诗作。在宣州期间，沈括还亲历了由沈披主持的一项浩大工程——修建万春圩。