蘇全有，李佳駿

(河南師范大學(xué)歷史文化學(xué)院，河南新鄉(xiāng)453000)

民國時期，因當(dāng)時國情的限制，傳統(tǒng)翻車與筒車仍然是提水機械的主流。在人們對傳統(tǒng)翻車筒車改良的同時，在先進(jìn)科學(xué)技術(shù)驅(qū)動下，新式的現(xiàn)代提水機械開始出現(xiàn)，這逐步使民國時期的提水機械現(xiàn)代化。目前學(xué)術(shù)界對民國時期的提水機械缺乏深入的研究，有鑒于此，筆者擬以提水機械的現(xiàn)代化為視點，以民國為視域，梳理史料，并提出自己的看法，以推動相關(guān)研究走向深入。

一、翻車

翻車是一種以鏈傳動為主的水車，又稱為“龍骨水車”。在歷代文獻(xiàn)中對翻車多有記載，其中在《三國志·魏書·方技傳·杜夔傳注》中就認(rèn)為“翻車”是由陜西扶風(fēng)馬鈞所發(fā)明:“時有扶風(fēng)馬鈞、巧思絕世。傅玄序之曰……居京都，城內(nèi)有地，可以為園患無水以灌之，乃作翻車，令童兒轉(zhuǎn)之，而灌水自覆。更入更出，其巧百倍于常。”［1］(P807)翻車產(chǎn)生后，經(jīng)過歷代改進(jìn)，從起初以人力牽引驅(qū)動輪軸進(jìn)行大面積農(nóng)田灌溉，發(fā)展成為利用各種動力驅(qū)動的大型農(nóng)業(yè)機械。翻車不僅僅在農(nóng)業(yè)灌溉中使用，也可以作為農(nóng)田的排澇工具。按照動力的不同翻車分為“人力翻車”、“畜力翻車”、“水轉(zhuǎn)翻車”等。人力翻車是以人力牽引為動力來源，多以腳踏板驅(qū)動輥軸，再帶動整個機械傳動裝置，從而達(dá)到提水灌溉的目的。其主要構(gòu)件有“壓欄”(人上輥軸做蹬踏勞作時憑靠借力所用的橫木欄桿)、“列檻樁”(連接踏板的輥軸)、“行道板”，用來安置大小輪軸。其工作原理是:“在上端大軸的兩頭，各連接四根拐狀腳踏板，作腳踏用，安裝在河床岸邊豎立的木架之間，人扶著木架，用腳踩動拐木，即可驅(qū)動輥軸，再傳動機架下與輥軸連接的龍骨板葉沿木槽內(nèi)往上移動，形成一方方向上連續(xù)運動的斗型空間，以此刮水并順勢把水提上岸來，輸送至高于河流平面的農(nóng)田。龍骨板葉繞過上端大軸，又在行道板上邊往下移動，繞過下端的軸，重新刮水?！保?］(P168)畜力翻車和水轉(zhuǎn)翻車則是在人力翻車基礎(chǔ)上在個別部件進(jìn)行改變后，用畜力和水力驅(qū)動的翻車。

(一)民國時期對翻車的改良

在對翻車改良中，一方面體現(xiàn)為對翻車主要部件的改良?！案适∷帜竟狙悠笇＜以匦馈⒅芏Y兩工程師，就其原理從事改良……原用圓木為軸者改用鐵軸，聞其灌溉時間，可以延長一倍，為溉水量亦較大于舊車?！保?］這種改良就是對翻車的輥軸材料進(jìn)行改進(jìn)，將原來木質(zhì)材料更換為更加耐用的金屬材料，從而增加了翻車的使用壽命。同時金屬材料較之木質(zhì)材料更為光滑，可以有效地減少機械運動所產(chǎn)生的摩擦力，這樣使其取水效能大大增加。

在對人力翻車改良中，其著重點是對人力的節(jié)省。簡單地說就是用最少的人力換取最大工作效率。為此，民國不少發(fā)明家便利用物理學(xué)的原理制造出比傳統(tǒng)水車更為省力的新式水車?！拔覈嚕匾詳?shù)人之力，始能翻動汲水。今易以動滑車，利用其省力，以成工作。此種翻車，名曰滑車新式翻車。”［4］這種翻車原理是將傳統(tǒng)的人直接踩踏的踏板，改為由兩側(cè)腳蹬，通過踩踏腳蹬拉動皮帶，皮帶經(jīng)過兩側(cè)動滑輪達(dá)到省力的效果，從而將力傳到翻車中的輥軸，轉(zhuǎn)動輥軸進(jìn)行取水。通過利用這種水車，可以節(jié)約人力成本，在當(dāng)時中國缺少先進(jìn)機械灌溉設(shè)備的情況下，這種改良水車也暫時性地滿足了農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。

(二)翻車在應(yīng)用中的問題

翻車在農(nóng)業(yè)中起到的是灌溉與排水作用，但是翻車的提水灌溉高度受器械本身條件影響，十分有限?！盀檠睾拥霓r(nóng)田灌溉，河岸太高，無法使用龍骨車?！保?］同時翻車在進(jìn)行排水作業(yè)時，受動力的影響其效果不佳?！板\江淘江股份有限公司……即于望江樓畔，河流正中，開始淘掘方式?？v十丈，寬一丈，此系第一步試驗。經(jīng)過五日，約掘十余丈，即侵水甚大，用土法龍骨車四架排水工作，七八九三日中，又加工百名，專往下挖。又深達(dá)一丈八尺，純系砂石派，毫無異狀，同時浸水益大，龍骨車四架，實不濟(jì)事，工作無法推進(jìn)?！保?］翻車這種傳統(tǒng)機械，在民國時期使用中已經(jīng)明顯難以滿足需求。

二、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。唐代在川蜀地區(qū)已經(jīng)開始使用了筒車。筒車其構(gòu)造可分為以下部分:水輪、水筒、水槽、接水盤及輸水槽。其水輪部分由擋水葉板和輻條構(gòu)成，在輪中貫穿一軸，可將其架在木架或者石墩上。水筒作為其提水裝置依照適當(dāng)角度裝在水輪與葉板之間。水槽則是引水至水車，在水流過急時也可對水車起到保護(hù)作用。筒車一般都架設(shè)在水流較急的河岸一側(cè)，通過各部分受水流沖擊而進(jìn)行提水作業(yè)。筒車所提之水都匯集在水盤中，從而通過輸水槽流入農(nóng)田，對農(nóng)田進(jìn)行灌溉。

(一)民國時期對筒車的改良

傳統(tǒng)筒車因為其動力與提水二部分合為一體的特殊構(gòu)造，所以其具有自身獨特的優(yōu)點?！皹?gòu)造簡單，不易發(fā)生障礙，可以就地取材。”［7］簡單來說，就是筒車性能可靠，而且建造材料容易籌集，但是傳統(tǒng)筒車也有效率低下、馬力不足、防洪能力差、易受河流水位變化影響等缺點。因此，針對其缺陷，民國一些水利專家提出了對傳統(tǒng)筒車效率問題的改進(jìn)方案:“增加束水墻翼、弧形潛壩、木質(zhì)葉板、大環(huán)板、水戽環(huán)，降低筒車軸承阻力?！保?］這些方法具體來說，就是對筒車在運行中容易漏水的部分進(jìn)行防止漏水的改良，減少動力的流失。將筒車中部運行過程中的軸承從原本木質(zhì)材料更換為金屬材料，從而減少運行中產(chǎn)生的摩擦力。針對筒車防洪能力差的缺點，也有專家提出更換筒車材料的方法。“現(xiàn)在舊式木質(zhì)水車，每遇水漲，即有破壞之虞。最妥辦法，莫如將水車整個改裝為完全金屬材料，或只重要部分改用金屬做成。再建筑鞏固三合土之底腳，雖費用稍大，亦可謂一勞永逸?！保?］用金屬材料替換木質(zhì)材料增加了筒車的抗洪能力，也延長了筒車的使用壽命。

上述是通過對筒車動力與提水這些筒車主體部分的改良，以彌補傳統(tǒng)筒車的缺陷。在民國還有人提出對固定筒車的底座進(jìn)行改進(jìn)，使筒車可以按水位調(diào)節(jié)其最佳入水位置，從而來應(yīng)對水位變化對筒車的影響。《甘肅自動水車改良之商榷》一文就獨具匠心地提出:“自動水車之各種缺憾，即因其軸承固定及受水位變動之影響，當(dāng)可由此推想，在水車之軸承底，裝置一部起落機，使其隨水位之升降而起落。如是，則可得均一動力之水力，效率自能一致，所增加之利益，豈不更為廣大?當(dāng)裝置水車時，須先測其地勢，詳察該地一年內(nèi)最高最低之水位與流力，然后再定起落機之升降限度?！保?］這種大膽設(shè)想，在理論上可以根除限制筒車運用中的水位變化對筒車的影響，通過對水車受水位限制問題的改進(jìn)可以有效地提高筒車的工作效率。可是因為當(dāng)時條件的限制，這種想法未能付諸實際。

(二)筒車在應(yīng)用中的問題

筒車作為依靠水力推動運行的灌溉農(nóng)機，它的工作效率受其馬力影響，而馬力不足一直是筒車在實際運用中的問題?！耙蛱崴c動力二部定為一體，筒車之直徑，必須隨提水高度而增減，致體積、重量、材料等等問題相繼而生，結(jié)果每具之馬力，大受限制。如水力較豐，或田畝較多，勢需增加數(shù)目，頗不經(jīng)濟(jì)，若遇地形限制，不能任意增加數(shù)目，則犧牲尤大?！保?］對于筒車來說，主要是水的流速影響其馬力，但是筒車的自重等方面也是影響其馬力的因素。同時，筒車在建造中為了保證馬力其自身建造成本也是重要的影響因素。因此，筒車的馬力一直是應(yīng)用中未能解決的問題。

三、新式提水機械

水車在民國時期使用十分廣泛，但是作為一種傳統(tǒng)的古代農(nóng)機，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用中也面臨一些難以解決的問題。因此，民國時期出現(xiàn)了一些比傳統(tǒng)翻車和筒車更為現(xiàn)代化的提水工具。

(一)人力與畜力吸水機的使用

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，翻車和筒車在使用中的缺陷越來越明顯，因而新式的提水機械應(yīng)運而生，利用人力與畜力的簡易吸水機就是其中主要的代表。這種機器，設(shè)計簡單，造價較低，堅固耐用，很適合當(dāng)時農(nóng)村灌溉使用?！昂幽鲜≌ㄔO(shè)廳為振興農(nóng)業(yè)……乃飭農(nóng)工機械制造廠努力研究，幾次改造，是制成杠桿式出力雙缸吸水機，使用便利，堅固耐久，節(jié)時省工、便利農(nóng)民，較之復(fù)雜貴重之機器，適于農(nóng)民者多多矣?！保?］“川人樣德明君，鑒于我國農(nóng)村，向以每遇旱災(zāi)，致甚或顆粒無收為苦!為減少此項重大損失，經(jīng)多年之悉心研究結(jié)果，得創(chuàng)制簡易吸水機一種。其構(gòu)造純用吸水原理，所收功效甚大。茲舉其三大特點:一為制造經(jīng)濟(jì)、二為節(jié)省人力、三為隨處使用，不限地區(qū)?！保?0］吸水機的功效也有其獨特之處?！胺菜矫娌坏陀诘仄矫娑砂顺咭韵轮痪?，或河池塘坑，均可用以吸水灌田，一畜曳之，旋轉(zhuǎn)自如。每轉(zhuǎn)之出水量，自三十六方公寸至五十方公寸，每日灌田面積，可達(dá)六畝之多，一經(jīng)試驗，成效即著?！保?］這種簡單的吸水機與傳統(tǒng)水車相比具有制造經(jīng)濟(jì)、節(jié)省人力、使用方便、功能齊全等顯著特點。對吸水機的使用可以有效彌補水車的不足，為民國時期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供有效的幫助;在缺少大型先進(jìn)灌溉機械的情況下，逐步地替代著傳統(tǒng)水車的作用。

(二)現(xiàn)代化的提水機械

除了簡易畜力和人力吸水機，在民國時期現(xiàn)代化的柴油和電動抽水泵也開始使用。這些大型提水機械的使用豐富了民國時期的提水機械設(shè)備?！八?俗稱抽水機或抽水幫浦)是用來灌溉農(nóng)田的，他們制造的有兩種:一種是5［吋］出水口徑，用15［馬力］電動機(俗稱電滾子或馬達(dá))帶動的，性能是每小時可抽水140［噸］，利用井水或河水灌溉10［噸］以上的農(nóng)田，另一種也是用15［馬力］帶動，4［吋］出水口徑的，但能汲水至水塔中，或灌溉高坡田地(即俗稱崗地)，每小時可打水100［噸］?！保?1］這些現(xiàn)代化的提水機械與傳統(tǒng)古老的提水機械相比，在效率上有了質(zhì)的飛躍，其所能達(dá)到的效果是傳統(tǒng)機械無法達(dá)到的。不過，這些機械造價較貴，基本上不能在農(nóng)村廣泛使用，多是由政府統(tǒng)一管理，在遇上災(zāi)荒時統(tǒng)一使用?！敖魇≌疄檎砗禐?zāi)抽水機起見，特訂定本辦法大綱。凡各縣已發(fā)抽水機，除已經(jīng)合作社領(lǐng)用者外，一律責(zé)成該縣政府負(fù)責(zé)運交由水利局保管，如須修理者，其修理費用由所屬縣政府擔(dān)任?！保?2］這些現(xiàn)代化的機械因為成本與技術(shù)等原因影響，在民國時并沒有被大范圍推廣使用，只是在部分地區(qū)由政府安排進(jìn)行抗災(zāi)作業(yè)。盡管如此，這些現(xiàn)代機械的出現(xiàn)與使用，卻是民國提水機械逐漸現(xiàn)代化的亮點。

民國時期因為對提水設(shè)備的現(xiàn)代化需要，政府與各界人民都極為重視提水設(shè)備發(fā)展，并且通過不懈的努力對傳統(tǒng)翻車和筒車的不足之處進(jìn)行了較為有效的改良，可翻車與筒車畢竟屬于古代科技的產(chǎn)物，在對機械效率要求不斷提高的情況下，它們已經(jīng)不能適應(yīng)時代要求。吸水機的誕生，在提水排灌上逐步取代了它們的作用，再隨著柴油機、電動機的發(fā)明、發(fā)展與運用，現(xiàn)代化的大型提水機械也開始使用與出現(xiàn)，民國時期的提水機械因此逐步走向現(xiàn)代化。

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