推动农业文明进步的水车

编者按

中国是以农立国的文明古国，成就了卓越的农业科学技术。水车则是众多科学发明中一种优秀的大型木质灌溉农具。水车自发明后，从我国北方传至南方，良好的生态性使它历千年而不衰，成为我国最具代表性的传统机械之一。无论是北方的旱作农业还是南方的水田耕作，水车对农业经济生产都起到了促进作用，也推动了农业文明的发展。

水利是农业的命脉，对于以农立国的中国来说，历朝历代都重视兴修水利工程，但许多高地及丘陵还是无法实现自流灌溉，于是我们的祖先发明了一种先进的引水灌溉农具——水车。水车作为一种古老的、构造精巧的灌溉工具，在我国不仅有悠久的历史，其应用的地域也非常广。

一、水车的发展历史

中国水车的发展历史可分为三个阶段：东汉末年灵帝时，命毕岚造翻车，该水车已含有轮、轴、槽、板等基本机械装置。三国时期魏国人马钧在毕岚所造翻车的基础之上进行了改进，极大地推动了翻车在农业灌溉上的应用。从东汉到三国，翻车的正式产生是中国水车发展的第一个阶段。水车发展到唐宋时期，在轮轴应用方面有了很大的进步，能利用水力为动力，发明出较翻车灌溉力更大的一种水车——筒车，配合水池和连筒可以使低水高送，不仅功效更大，同时节约了宝贵的人力。筒车在农业抗旱中发挥了极其重要的作用。至于一般翻车，则仍用人力。这是水车发展的第二个阶段。到了元明时期，水车轮轴的发展更为进步。一架水车有多至三组齿轮，出现了“水转翻车” “牛转翻车”或“驴转翻车”，可以依风土地势交互为用，使翻车的利用更有效率。翻车自发明以来，一直使用人力转动。至此，利用水力和兽力为驱动，使人力终于从翻车脚踏板上解放出来。同时，也因转轴、竖轮、卧轮等的发展，使原先只用水力驱动的筒车，即使在水量不丰沛的地方，也能利用兽力驱动。另外，“高转筒车”的出现使得地势较陡峻而无法开水塘的地方，也能实现低水高送。这是水车发展的第三个阶段。

二、水车的分类

水车按工作原理可分为以链传动为主的翻车和以轮转动为主的筒车两大类：翻车又称龙骨水车、水车、水蜈蚣、水龙；筒车又称水车、罐轮、水轮、筒轮等。人力、畜力、水力和风力等多种动力形式的使用，使得翻车和筒车各自表现出不同的形制。

1. 翻车

翻车的工作原理是利用链轮循环传动，带动水槽内的刮板翻转，从而使低处的水顺水槽引向高处。翻车主要构件工作方式如下：在水槽内部顺序排列有与水槽相称的刮板，刮板由链轮带动旋转，水槽两端各有一带齿轮的轮杆，轮杆上的齿轮为头大尾小，各齿轮与链轮咬合。使用时，将水槽尾部放入水中，摇动轮杆，链轮随之转动，并带动刮板在水槽内部翻转，刮板带动浸入水槽内部的水由低到高运动，水运行到水槽口部时将自动倾泻，达到提水的目的。按照动力使用方式的不同，翻车根据动力大致可分为人力、畜力、水力、风力四种翻车类型。

2. 筒车

筒车是利用水的机械能冲击水轮转动的提水机械。在水轮的转动过程中，水轮上分布的汲水器随之运动，并依次将水提到高处。筒车在唐代已广泛应用于农业生产。筒车主要以水为动力，对水流流量及落差均有一定要求，故其使用范围亦相应受到限制。与翻车相比，筒车可将水垂直提升到高处，适用于岸高坡陡等地形的水事提排。筒车按形制可分为水车筒车、畜力筒车、高转筒车和水转高车等。

三、水车在农业发展上的意义

作为排灌机械的水车，曾广泛应用于我国南方低洼地区的排涝和丘陵高地的升水灌溉。自唐宋时期以来，江南地区农业的渐次开发，出现了以“塘浦圩田”为代表的耕作形式。然而地势低洼的农田，虽有自流灌溉，却无法自行排涝。水车作为大面积排涝的重要工具，为“苏湖熟，天下足”的丰收局面提供了重要的技术保障。随着丘陵山区农业的开发，水车又用来解决“田高水低”造成的高地干旱问题。水车排灌在农业生产中的重要地位和产生的巨大效益，又进一步促进了水车的改进与发展。

毋庸置疑的是，水车在农业生产中的提灌和排灌方面发挥了重要作用，在人类发展史上占有非常重要的地位。水车丰富多样的形制， 适应了不同地形的提排需要。直到18世纪的工业革命以后，随着蒸汽机、柴油机、电动机的发明与普及，作为人类历史上主要提水机械的水车才完成其历史使命，逐渐被现代水泵所取代。

随着农业科技的不断进步，如今已很难见到不耗能源、不污染环境的水车了。水车慢慢成为旅游景点的点缀和历史博物馆里的文物，但它们对人类曾有过的不可磨灭的贡献，将随同悠久的农业文明永载史册。