古代水車是什么樣子

　　四大發(fā)明是關(guān)于中國科學(xué)技術(shù)史的一種觀點，是指中國古代對世界具有很大影響的四種發(fā)明，是古代漢族勞動人民的重要創(chuàng)造，一般是指造紙術(shù)、指南針、火藥及膠泥活字印刷術(shù)。其實古代還是有許許多多的發(fā)明的，例如“水車”，是很能體現(xiàn)古代勞動人名智慧的結(jié)晶的。讓我們來了解下吧。

　 古代水車是什么樣子

　　水車是古代漢族勞動人民發(fā)明的灌溉工具。根據(jù)文獻(xiàn)記載大約東漢時出現(xiàn)。作為漢族農(nóng)耕文化的重要組成部分，它體現(xiàn)了漢民族的創(chuàng)造力，為中國農(nóng)業(yè)文明和水利史研究提供了見證。水車的發(fā)明為人民安居樂業(yè)和社會和諧穩(wěn)定奠定了基礎(chǔ)。

　　中國自古就是以農(nóng)立國，與農(nóng)業(yè)相關(guān)的科學(xué)技術(shù)取得了卓越的成就。水利作為農(nóng)業(yè)中最不可缺的一環(huán)，各朝政府雖致力于興修水利工程，不論是灌溉渠道或是運河都動員了大量的人力、物力和財力去營建。但是這些渠道大都分布在各大農(nóng)業(yè)區(qū)，至于高地或是離灌溉渠道及水源較遠(yuǎn)之地，顯然是無法顧及。于是中國人善用其智慧，發(fā)明了另一種能引水灌溉的農(nóng)具─水車。

　　水車的先驅(qū)民間最早的汲水用具該是"桔槔"?！肚f子.外篇.天地篇》中，載子貢南游，反途路過漢陰時，看到一個老丈人辛苦的抱甕汲水灌溉，事倍而工半，于是告訴老翁一種省力的器具，名曰之『槔』。它的制作方式是：『鑿木為機(jī)，后重前輕，掣水若抽，數(shù)如沃湯?！灰簿褪怯靡粭l橫木支在木架上，一端掛著汲水的木桶，一端掛著重物，像杠桿似的，可以節(jié)省汲水的力量。從抱甕灌地到桔槔汲水初步利用器械，可以說是水車發(fā)明的先軀。

　　發(fā)展情況

　　水車發(fā)展第一階段。中國正式記載中的水車，則大約到東漢時才產(chǎn)生。東漢末年靈帝時，命畢嵐造"翻車"，已有輪軸槽板等基本裝置。又有一說三國時魏人馬均也有翻車的制造(《三國志.魏志》卷二九杜 傳裴松之注)。不論翻車究竟首創(chuàng)于何人之手，總之，從東漢到三國翻車正式的產(chǎn)生，可以視為中國水車成立的第一階段。

　　水車發(fā)展第二階段。水車的發(fā)展到了唐宋時代，在輪軸應(yīng)用方面有很大的進(jìn)步，能利用水力為動力，作出了"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。南宋張孝祥〈題能仁院壁詩〉中大贊其曰：『轉(zhuǎn)此大法輪，救汝旱歲苦。』可見此水車對農(nóng)事幫助之大。這是中國水車發(fā)展的第二個階段。

　　水車發(fā)展第三階段。到了元明時代，輪軸的發(fā)展更進(jìn)步。一架水車不僅有一組齒輪，有多至三組，而有"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。這項發(fā)展，使翻車的利用更有效益。翻車打東漢三國時代發(fā)明以來，一直停滯在人力的運轉(zhuǎn)。至此，利用水力和獸力以為驅(qū)動，使人力終于從翻車腳踏板上解放。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，即使在水量較不豐沛的地方，也能利用獸力，而有所貢獻(xiàn)。另外，則有"高轉(zhuǎn)筒車"的出現(xiàn)。地勢較陡峻而無法別開水塘的地方，也能低水高送，有所開發(fā)。這是中國水車發(fā)展的第三階段。元明之后，中國水車的發(fā)展便再沒有多少特出的成就了。由上之言可知，水車一物在中國農(nóng)業(yè)發(fā)展中實有大貢獻(xiàn)。它使農(nóng)作所受的地形制約大為減輕，實現(xiàn)丘陵地和山坡地的開發(fā)。不僅用之于旱時汲水，低處積水時也可用之以排水。今綜合前人的研究，對照歷來眾多的農(nóng)書，擇取幾項具代表性的水車做一簡單的介紹，還望各位先達(dá)不吝賜教，給予教導(dǎo)及指正。

　　刮車

　　原文：刮車，上水輪也。其輪高可五尺，輻頭闊止六寸，如水陂下田，可用此具。先于岸側(cè)掘成峻槽，與車輻同闊。然后立架安輪，輪輻半在槽內(nèi)，其輪軸一端擐以鐵鉤木拐，一夫執(zhí)而掉之，車輪隨轉(zhuǎn)，則眾輻循槽刮水上岸溉田，便于車戽。

　　解 釋：刮車之輪高五尺，輪輻寬到六寸。可用于水陂之田。其方法為：先于岸側(cè)挖成峻槽，而此峻槽和車輪同寬。然后立架安輪，輪軸的一半在峻槽之內(nèi)，輪軸的一端穿以鐵鉤和木拐。使用時由一個人手執(zhí)木拐而推轉(zhuǎn)之，車輪就會被帶動，而循著峻槽刮水上岸，灌溉田地。此法必須在水與岸相差只有一、二尺時才可使用。若直接在湖旁使用，就更加地方便。如果有流水，就可以利用流水的沖力帶動輪軸，就不必浪費人力和畜力了。

　　翻車

　　原文：翻車，今人謂龍骨車也?！段郝浴吩唬骸格R鈞居京都城內(nèi)，有地可為園，無水以灌之，乃作翻車，令兒童轉(zhuǎn)之而灌水?！棺院鬂h靈帝使畢嵐作翻車，設(shè)機(jī)引水，灑南北郊路，則翻車之制又起于畢嵐矣。今農(nóng)家用之溉田。其車之制，除壓欄木及列檻椿外，車身用板作槽，長可二丈，闊則不等，或四寸至七寸;高約一尺。槽中架行道板一條，隨槽闊狹，比槽板兩頭俱短一尺，用置大、小輪軸。同行道板上下通周，以龍骨板系其在上。大軸兩邊各帶拐木四莖，置于岸上木架之間，人憑架上踏動拐木，則龍骨板隨轉(zhuǎn)，循環(huán)行板刮水上岸，此翻車之制。關(guān)楗頗多，必用木匠，可易成造，其起水之法，若岸高三丈有余，可用三車，中間小池，倒水上之，足救三丈已上高岸之田。凡臨水地段，皆可置用，但田高則多費人力，如數(shù)家相傳，計日趨工，俱可濟(jì)旱。水具中機(jī)械巧捷惟此為最。

　　解 釋：翻車的車身是利用木板作一長槽，而此槽長二丈，寬則沒有一定的長度，有的四寸，有的七寸，高則約一尺。此長槽中架有行道板一條，而這個行道板的寬度大約與長槽的寬相等，但是長度卻比長槽的二端各短一尺，而比長槽短的地方，則用來放置大、小兩輪軸。此外，行道板的上下通周都系有龍骨板。大軸置于岸上，而大軸的兩邊各自連接著有著四根柄狀小木棍的拐木，只要人依靠架子，踏動小木棍，就會踏動拐木，而踏動拐木的同時則會帶動龍骨板，這時龍骨板就會繞著行道板而轉(zhuǎn)動，藉此刮水上岸。此外，若田地不在岸邊，而在離水較高的高地，則可以利用三架翻車來灌溉。而這三架翻車與翻車之間，以小池子作為聯(lián)系，如此環(huán)環(huán)相扣，取水上岸。用這種方法，可以灌溉至三丈以上的高岸之田，解決高地?zé)o水灌溉之苦，可以說是中國先祖智慧之結(jié)晶。

　　水轉(zhuǎn)翻車

　　原文：水轉(zhuǎn)翻車其制與人踏翻車俱同，但于流水岸邊掘一狹塹，置車于內(nèi)。車之踏軸外端作一豎輪，豎輪之旁架木立軸，置二臥輪。其上軸適與車頭豎輪輻支相間，乃擗水旁，激下輪既轉(zhuǎn)，則上輪隨撥車頭豎輪，而翻車隨轉(zhuǎn)，倒水上岸，此是臥輪之制。若作立軸當(dāng)別置，水激立輪，其輪輻之末復(fù)作小輪，輻頭稍闊，以撥車頭豎輪，此立輪之法也。然亦當(dāng)視其水勢隨宜用之。其日夜不止絕勝踏車。

　　解 釋：

　　1.設(shè)置之法水轉(zhuǎn)翻車的形制和人踏翻車相去無幾，只是運用的動力不同。先在流水岸邊挖掘一道深窄的溝渠，將水車設(shè)置其中。將翻車的踏軸延伸，作一個豎輪(直立轉(zhuǎn)輪)。豎輪旁在另外搭木設(shè)軸，軸上作上下兩個臥輪(橫躺轉(zhuǎn)輪)。上臥輪和豎倫是車頭輪(幅支凸出于輪周，見左圖)，且二者幅支相間咬合。又擗水沖激下臥輪。

　　2.運作之方擗水沖激下臥輪，下輪既動，帶動上臥輪，再帶動和上臥輪幅支相間的豎輪，利用齒輪連動原理，利用齒輪連動原理，帶動置于一旁溝渠中的翻車，水便被運送岸上了。又或者將下臥輪改作一獨立之車頭豎輪，使其幅支亦與上臥輪相間，再激水推動之，效果亦是相同。亦可將下臥輪改作推桿，由牲畜推轉(zhuǎn)。

　　3.便利之處水轉(zhuǎn)翻車的最大好處為省力。因它利用的是自然界的力量，人力、畜力可以用作其它生產(chǎn)活動。且此法輸水灌溉可日夜不息，方便之處又在人踏翻車之上。但是這個方法一旦水勢太強(qiáng)，容易使龍骨板破裂不堪使用。則筒車之方便處，又在水轉(zhuǎn)翻車之上。

　　筒車

　　原文：筒車，流水筒輪。凡制此車，先視岸之高下，可用輪之大小。須要輪高于岸，筒貯于槽，方為得法。其車之所在，自上流排作石倉斜擗水勢，急湊筒輪。其輪就軸作轂，軸之兩旁，閣于椿柱山口之內(nèi)。輪軸之間除受水板外，又作木圈，縛繞輪上，就系竹筒或木筒于輪之一周，水激轉(zhuǎn)輪，眾筒兜水，次第傾于岸上所橫木槽，謂之天池，以灌田稻，日夜不息，絕勝人力。若水力稍緩，亦有木石制為陂柵，橫約溪流旁出激輪，又省工費?；蛴隽魉M處，但壘石斂水湊之，亦為便易。此筒車大小之體用也，有流水處俱可置此。

　　解 釋：

　　1.筒車之置筒車的形制沒有定制，全憑因地制宜?；九鋫浜唵?，只有轉(zhuǎn)倫和水槽而已。要設(shè)置筒車，必須先觀察水岸的高度，并由此判斷所須水輪的大小。轉(zhuǎn)輪務(wù)必要高于河岸，這樣水筒運上來的水才能順利的到入水槽中。筒車的動力是水力，故必?fù)袼魍募敝幵O(shè)置，以利用水流沖力來轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)輪。如若地形環(huán)境不允許，便在水車上游以木頭石塊等堆棧。一則使流速因水面變窄而較原先急促;一則可以引導(dǎo)水勢，使之直接沖擊水車，推動轉(zhuǎn)輪。轉(zhuǎn)輪又分內(nèi)外圈，靠近槽者為內(nèi)，內(nèi)輪要略小于外輪。如此一來，則水筒的水在離水面上升時不會漏出，轉(zhuǎn)到輪頂時又能自然傾流注入槽中。另外，又在轉(zhuǎn)輪上安裝竹輪以固定水筒。水筒可用竹制，亦可采木制，視水車之大小而定，大者用木，小則用竹。

　　2.筒車運作之方筒車的運作是利用水力來推動載有水筒的轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪下半浸于水中則輪上水筒充水，待水筒隨轉(zhuǎn)輪運至頂端便自然傾瀉入水槽。

　　3.筒車之利用筒車載水既可日夜不息的灌溉，又不費人力。形制大小又可因地制宜，有流水處俱可運用。若岸高水深使所用轉(zhuǎn)輪太大，則可改用筒車變形之高轉(zhuǎn)筒車。

　　高轉(zhuǎn)筒車

　　原文：高轉(zhuǎn)筒車其高以十丈為準(zhǔn)，上下架木，各豎一輪。下輪半在水內(nèi)，各輪徑可四尺。輪之一周，兩旁高起，其中若槽，以受筒索。其索用竹均排三股，通穿為一，隨車長短，如環(huán)無端。索上相離五寸，俱置竹筒，筒長一尺。筒索之底托以木牌，長亦如之，通用鐵線縛定，隨索列次絡(luò)于上下二輪，復(fù)于二輪筒索之間，架刳木平底行槽，一連上與一輪相平以承筒索之重，或人踏牛拽轉(zhuǎn)上輪，則筒索自下兜水，循槽至上輪輪首覆水，空筒覆下，如此循環(huán)不已，日所得水不減平地。車戽若積為池沼，再起一車，計及二百 余尺。如田高岸深，或田在山上，皆可及之。

　　解 釋：1.設(shè)置之方高轉(zhuǎn)筒車是前述筒車的變形，配備是二個轉(zhuǎn)輪、連結(jié)成環(huán)狀的水筒和二輪之間的平底行槽。其設(shè)置方式分述如下。現(xiàn)在假設(shè)岸高與水面高差十丈左右來說明高轉(zhuǎn)統(tǒng)車的形制。首先在上下雙方各置一輪，輪的直徑為四尺左右。下輪的一半浸在水面下。上下二輪的輪周兩邊俱高起，中間凹下，以承載筒索。筒索是將水筒連結(jié)成繩狀，二端相扣成環(huán)。索長無定，隨轉(zhuǎn)輪間距而定。索上每隔五寸之置一個水筒，筒長一尺。筒底托上一片木板，長度和水筒一樣，且用鐵線將筒牢牢地和木板綁在一起。又在上下輪間以木板搭架一個平底槽，以承受裝滿了水的筒索。2.運作之法筒車設(shè)置之后，只要用人踏(如翻車運作之法)、或獸力(如牛轉(zhuǎn)翻車、驢轉(zhuǎn)翻車之運作)來轉(zhuǎn)動上輪，便可帶動筒索，筒索向下運作，水筒浸于水中充水，再隨下輪翻上，沿行槽運至上輪，覆水灌溉。另外，可以像前述筒車一樣，利用水流沖力來推動下輪，也有相同效果。又或者仿效水轉(zhuǎn)翻車的運作方式，來運動上下輪其中之一也可以。其動力的選擇端視方便而定。3.便利之處高轉(zhuǎn)筒車可以補足筒車的不方便之處，凡岸高水深或田地離水太遠(yuǎn)，都可以用這種方式獲得便利。如果河岸和水面距離實在太遠(yuǎn)或者田地在山上，可以在上下輪間在增設(shè)一中輪。

　　古代水車原理

　　一般都是建在水流湍急的地方，利用上游的水流推動水車運動。

　　水車應(yīng)該就是提水用的筒車。

　　原理：

　　竹筒起到了葉輪的作用：承受水的沖力(由水的動能(速度)提供)，獲得的能量使筒車旋轉(zhuǎn)起來。并克服筒車的摩擦阻力、以及被提升的水對筒車的反力矩)。

　　當(dāng)轉(zhuǎn)過一定角度，原先浸在水里的竹筒(已灌滿了水)將離開水面被提升。此時，由于竹筒的筒口比筒底的位置高(這就是筒口要朝著筒車前進(jìn)方向的原因)，竹筒里會存一些水。

　　當(dāng)竹筒越過筒車頂部(此時竹筒開始倒水)之后，筒口的位置相對于筒底開始降低，竹筒里的水就會倒進(jìn)水槽里。你可以調(diào)整水槽的位置，使水槽能夠接到更多的水。

　　當(dāng)你發(fā)現(xiàn)筒車旋轉(zhuǎn)太慢，或者提不起水，你要在筒車上裝一些木板或竹板，便于筒車從水中獲得更多的能量(動能)。你也可以將筒車浸入水中更深一些，來獲得能量(這樣處理，由于竹筒出水時的位置與筒車軸線之間的角度更大，筒口與筒底的高差也更大，能夠使竹筒內(nèi)存下更多的水)。

　　當(dāng)水流的速度較低時，竹筒也要相對小一些，否則，筒車從水中獲得的能量有限，不足以克服被提起的水對筒車的反力矩(或者說：勢能)。

　　如此往復(fù)，循環(huán)提水。

　　筒車本身的效率很低，但無需供給動力。