長知史

古代的灌溉機械|五穀豐登

古代的灌溉機械|五穀豐登

橘槔

 

橘槔是用簡單的槓桿原理製成的,前輕後重,「引之則俯,舍之則仰」,吸水既快又省力,可日灌百畝。但橘槔只活用於淺井低岸,對深井高岸就無能為力了。

 

轆轤和滑車

 

後來發明的利用輪軸製成的轆轤和滑車提水灌田,其原理在於在輪軸上緯繞繩子,繫上提水容器,通過滑輪的轉動提水灌溉。用一根繩子系一個桶,從一個方向轉動一次能提一桶水,如用兩根繩子系兩個桶,以相反方向繞於輪軸上,向一個方向轉動提一次水,向另一方向轉動時,又提一次水,「滿桶上空桶下」,提高了灌水效率。這種傳統的灌溉工具至今在中國北方一些農村仍使用。

 

而要數其中技術最高、效率最好、使用最廣的工具,非水車莫屬。水車有兩種,一種名翻車,另一種名筒車。

 

翻車

 

翻車,是一種刮板式連續提水機械,又名龍骨水車,發明於東漢末年,發明人是掖廷令畢嵐,起初用於給郊區道路灑水,後經三國時人馬鈞的改進始用於農業。馬鈞改進的翻車是用手搖的,後世稱為拔車。自唐以後,又出現了功效更高的腳踏翻車和牛轉翻車。唐宋以後又發明了利用畜力為動力的牛轉翻車、流水為動力的水轉翻車和以風為動力的風力水車。

 

翻車的運作原理是以龍骨葉板用作鏈條,臥於矩形長槽中,車身斜置河邊或池塘邊,下鏈輪和車身一部分沒入水中。驅動鏈輪,葉板就沿槽刮水上升,到長槽上端將水送出。如此連續迴圈,把水輸送到需要之處,可連續取水,功效大大提高,操作搬運方便,還可及時轉移取水點。

 

筒車

 

筒車是由竹或木製成的輪形提水機械,利用水流推動轉輪來提水灌溉的裝置。竹筒或木筒在水中注滿水,隨輪轉到上部時,水自動瀉入盛水槽,輸入田裡。據王禎中關於筒車的記載是:在河流湍急之處,立一木架輪,輪高於岸,輪輞上斜裝竹筒若干,隨輪轉動,急流衝擊輪板,帶動水輪旋轉,輪下竹筒浸入水中,灌滿水後隨輪上升,升至最高處開始下行,筒口傾斜向下,水流入高高架起的木槽中,便可灌溉良田。水轉筒車的水筒與水輪聯成一體,既是接受水力的驅動構件,又是提水倒水的工作構件,其機構簡明緊湊,設計構思巧妙。

 

宋元時期,為適應不同的農田灌溉需要,筒車又有所發展,出現了衛轉筒車、高轉筒車、水轉高車等不同形制。

 

井車

 

唐代還發明了另一種灌溉工具立井水車。「以木桶相連,汲於井中。」這種「以木桶相連」的水車是用來提取井水的,故又稱為井車。

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