上善若水 飲水思源
——中國傳統水利灌溉機具掠影

◆北京市海淀區委黨校 楊艷梅

水利萬物而不爭，人們的生活離不開水。在瀕河而居的遠古時期，人類學會了掘井取水并發明了提水工具。中國是世界上最早發展農業的國家之一，俗話說：“水是田家娘，無水秧不長。”隨著桔槔、轆轤、渴烏、翻車、筒車等提水工具的相繼問世，人們實現了自下而上取水，并逐漸將其演變成灌溉農田的農具，促進了我國古代農業的發展。

桔 槔

圖1 貨幣圖片中展示的桔槔的使用情景

桔槔又稱龍吊桶、吊桿、架斗，是根據杠桿原理制作的一種灌溉農具。人們在井邊或河岸邊豎立一根縱向直木，在其頂部固定一根橫木，橫木前端掛上水桶等汲水器，后端掛上石塊或其他重物實現取水。

《莊子·天運》中描述“引之則俯，舍之則仰”是桔槔的運轉特點。桔槔的發明減輕了人們的勞動強度，提高了灌溉農田的效率。明代嘉靖八年，時任陜西富平縣令楊時泰指導人們用桔槔提水、疏通渠道灌溉，有效減少了旱災對當地的影響。

轆 轤

轆轤由轆轤頭、支架、井繩、水桶等部分構成，是一種利用人力從井中打水的工具。在井上搭起一對木架，架起橫軸，軸上套一個長筒輥輪，輥輪筒上纏繞有繩子，繩的一端掛上水桶，另一端固定在圓木上。長筒上裝有曲柄，搖動曲柄可控制繩子纏繞或松開，水桶也隨之吊上或放下，實現從井中取水。

轆轤大約出現于商末周初，元代著名農學家王楨在《農書》中記載了一種復式轆轤：繞在軸筒上的繩子兩端各系一個水桶，“順逆交轉，所懸之器虛者下，盈者上，更相上下，次第不輟，見功甚速。”轆轤利用了輪軸原理，較桔槔取水技術更進一步，其特點是將桔槔的單向用力方式改為循環用力，適用于在深井中取水。

圖2 國家博物館展品——帶轆轤水槽的陶井

渴 烏

圖3 渴烏的原理演示圖

渴烏是我國古代吸水用的曲管，是一種利用虹吸管原理制作的水利裝置。古人使用渴烏跨越高處連接水源與農田，實現跨越高處取水澆地，推動了灌溉技術的發展。

這是一種隔山取水的工具，具體操作是將竹筒去頭去尾彼此相連，密封好之后，從山的一邊鋪設到山的另一邊，放入水源中，點火加熱竹筒內的空氣，以降低竹筒內部的氣壓使水越過山梁。

東漢時期，畢嵐“作翻車、渴烏，施于橋西，用灑南北郊路”，這是關于渴烏的最早記載。渴烏利用大氣壓和“水往低處流”的原理實現取水，人們在日常生活中用軟管為魚缸換水也是同樣的原理。

翻 車

翻車是我國灌溉史上非常重要、使用最普遍的一種提水器械。由于翻車上的木鏈條和刮板的形狀與動物的脊椎骨相似，且在工作時上、下翻轉與傳說中的“龍吸水”相似，故又被稱為“龍骨車”。

三國時期杰出的機械發明家馬鈞發明了一種除了灌溉還可排澇的新式“翻車”，它利用鏈輪循環傳動、木板刮水提升的工作原理，將水從低處引向高處。

圖4 程棨《摹樓璹耕圖》

詩人范成大在《夏日田園雜興》中也對翻車進行了描述：“下田戽水出江流，高壟翻江逆上溝。地勢不齊人力盡，丁男長在踏車頭。”詩句中的“戽水”“高壟”描述了田地里農業灌溉的場景，反映了當時翻車已廣泛運用于農業生產。隨后，又出現了可利用水流動能代替人力的“水轉翻車”。

筒 車

圖5 中國科技館展品——高轉筒車

在古人發明的灌溉農具中，筒車將流水的沖擊力作為動力，是一種能夠實現自動灌溉的工具，可以晝夜不息地澆灌農田。唐代詩人徐來軍在《調笑令》中提到“翻倒，翻倒，喝得醉來吐掉，轉來轉去自行，千匝萬匝未停。未停？未停？禾苗待我灌醉。”這里“灌醉”禾苗的提水器械就是指筒車，它可以引低處的水灌溉高處的農田。后來出現了高轉筒車，它可將水引到地勢更高的地方。

筒車利用水的勢能以及輪動原理帶動水輪，輪上布滿竹筒或木筒制的汲水器，在水流的沖擊下隨輪旋轉，這些汲水器就能將水從地勢較低的地方提升至地勢較高處。然而，筒車只適合在有一定流速的河流、溪流旁使用。

唐代陳廷章在《水輪賦》中記載：“水能利物，輪乃曲成，……終夜有聲。”北宋詩人李處權在《崧庵集· 土貴要予賦水輪》中記載：“江南水輪不假人，智者創物真大巧。一輪十筒挹且注，循環上下無時了。”筒車的出現為人們提供了更加便捷的灌溉工具，促進了農業的發展。

為實現“春種一顆粟，秋收萬顆子”的愿望，古人在農業生產中結合實際情況“善假于物”，廣泛使用桔槔、轆轤、渴烏、翻車、筒車等灌溉農具，實現了“水往高處流”，在一定程度上改變了人們“靠天吃飯”的局面。正因為這些巧妙的古代灌溉農具的出現，以及不斷創新的滴灌和噴灌等高效節水灌溉技術的發展，中國人才能牢牢地把飯碗端在自己手中。