推動農(nóng)業(yè)文明進步的水車

編者按

中國是以農(nóng)立國的文明古國，成就了卓越的農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)。水車則是眾多科學(xué)發(fā)明中一種優(yōu)秀的大型木質(zhì)灌溉農(nóng)具。水車自發(fā)明后，從我國北方傳至南方，良好的生態(tài)性使它歷千年而不衰，成為我國最具代表性的傳統(tǒng)機械之一。無論是北方的旱作農(nóng)業(yè)還是南方的水田耕作，水車對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟生產(chǎn)都起到了促進作用，也推動了農(nóng)業(yè)文明的發(fā)展。

水利是農(nóng)業(yè)的命脈，對于以農(nóng)立國的中國來說，歷朝歷代都重視興修水利工程，但許多高地及丘陵還是無法實現(xiàn)自流灌溉，于是我們的祖先發(fā)明了一種先進的引水灌溉農(nóng)具——水車。水車作為一種古老的、構(gòu)造精巧的灌溉工具，在我國不僅有悠久的歷史，其應(yīng)用的地域也非常廣。

一、水車的發(fā)展歷史

中國水車的發(fā)展歷史可分為三個階段：東漢末年靈帝時，命畢嵐造翻車，該水車已含有輪、軸、槽、板等基本機械裝置。三國時期魏國人馬鈞在畢嵐所造翻車的基礎(chǔ)之上進行了改進，極大地推動了翻車在農(nóng)業(yè)灌溉上的應(yīng)用。從東漢到三國，翻車的正式產(chǎn)生是中國水車發(fā)展的第一個階段。水車發(fā)展到唐宋時期，在輪軸應(yīng)用方面有了很大的進步，能利用水力為動力，發(fā)明出較翻車灌溉力更大的一種水車——筒車，配合水池和連筒可以使低水高送，不僅功效更大，同時節(jié)約了寶貴的人力。筒車在農(nóng)業(yè)抗旱中發(fā)揮了極其重要的作用。至于一般翻車，則仍用人力。這是水車發(fā)展的第二個階段。到了元明時期，水車輪軸的發(fā)展更為進步。一架水車有多至三組齒輪，出現(xiàn)了“水轉(zhuǎn)翻車” “牛轉(zhuǎn)翻車”或“驢轉(zhuǎn)翻車”，可以依風(fēng)土地勢交互為用，使翻車的利用更有效率。翻車自發(fā)明以來，一直使用人力轉(zhuǎn)動。至此，利用水力和獸力為驅(qū)動，使人力終于從翻車腳踏板上解放出來。同時，也因轉(zhuǎn)軸、豎輪、臥輪等的發(fā)展，使原先只用水力驅(qū)動的筒車，即使在水量不豐沛的地方，也能利用獸力驅(qū)動。另外，“高轉(zhuǎn)筒車”的出現(xiàn)使得地勢較陡峻而無法開水塘的地方，也能實現(xiàn)低水高送。這是水車發(fā)展的第三個階段。

二、水車的分類

水車按工作原理可分為以鏈傳動為主的翻車和以輪轉(zhuǎn)動為主的筒車兩大類：翻車又稱龍骨水車、水車、水蜈蚣、水龍;筒車又稱水車、罐輪、水輪、筒輪等。人力、畜力、水力和風(fēng)力等多種動力形式的使用，使得翻車和筒車各自表現(xiàn)出不同的形制。

1. 翻車

翻車的工作原理是利用鏈輪循環(huán)傳動，帶動水槽內(nèi)的刮板翻轉(zhuǎn)，從而使低處的水順?biāo)垡蚋咛帯７囍饕獦?gòu)件工作方式如下：在水槽內(nèi)部順序排列有與水槽相稱的刮板，刮板由鏈輪帶動旋轉(zhuǎn)，水槽兩端各有一帶齒輪的輪桿，輪桿上的齒輪為頭大尾小，各齒輪與鏈輪咬合。使用時，將水槽尾部放入水中，搖動輪桿，鏈輪隨之轉(zhuǎn)動，并帶動刮板在水槽內(nèi)部翻轉(zhuǎn)，刮板帶動浸入水槽內(nèi)部的水由低到高運動，水運行到水槽口部時將自動傾瀉，達到提水的目的。按照動力使用方式的不同，翻車根據(jù)動力大致可分為人力、畜力、水力、風(fēng)力四種翻車類型。

2. 筒車

筒車是利用水的機械能沖擊水輪轉(zhuǎn)動的提水機械。在水輪的轉(zhuǎn)動過程中，水輪上分布的汲水器隨之運動，并依次將水提到高處。筒車在唐代已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。筒車主要以水為動力，對水流流量及落差均有一定要求，故其使用范圍亦相應(yīng)受到限制。與翻車相比，筒車可將水垂直提升到高處，適用于岸高坡陡等地形的水事提排。筒車按形制可分為水車筒車、畜力筒車、高轉(zhuǎn)筒車和水轉(zhuǎn)高車等。

三、水車在農(nóng)業(yè)發(fā)展上的意義

作為排灌機械的水車，曾廣泛應(yīng)用于我國南方低洼地區(qū)的排澇和丘陵高地的升水灌溉。自唐宋時期以來，江南地區(qū)農(nóng)業(yè)的漸次開發(fā)，出現(xiàn)了以“塘浦圩田”為代表的耕作形式。然而地勢低洼的農(nóng)田，雖有自流灌溉，卻無法自行排澇。水車作為大面積排澇的重要工具，為“蘇湖熟，天下足”的豐收局面提供了重要的技術(shù)保障。隨著丘陵山區(qū)農(nóng)業(yè)的開發(fā)，水車又用來解決“田高水低”造成的高地干旱問題。水車排灌在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要地位和產(chǎn)生的巨大效益，又進一步促進了水車的改進與發(fā)展。

毋庸置疑的是，水車在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的提灌和排灌方面發(fā)揮了重要作用，在人類發(fā)展史上占有非常重要的地位。水車豐富多樣的形制， 適應(yīng)了不同地形的提排需要。直到18世紀(jì)的工業(yè)革命以后，隨著蒸汽機、柴油機、電動機的發(fā)明與普及，作為人類歷史上主要提水機械的水車才完成其歷史使命，逐漸被現(xiàn)代水泵所取代。

隨著農(nóng)業(yè)科技的不斷進步，如今已很難見到不耗能源、不污染環(huán)境的水車了。水車慢慢成為旅游景點的點綴和歷史博物館里的文物，但它們對人類曾有過的不可磨滅的貢獻，將隨同悠久的農(nóng)業(yè)文明永載史冊。

（本刊編輯部整理）