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        讓農(nóng)田解渴的“龍”

        2020-04-15 20:26:30項穎
        奇妙博物館 2020年2期
        關(guān)鍵詞:將水水輪水槽

        項穎

        龍骨水車和龍奇奇有關(guān)嗎

        在古代,沒有像現(xiàn)在一樣的噴灌設(shè)施,那古人怎么灌溉他們的農(nóng)田呢?他們很聰明,發(fā)明了一種叫作龍骨水車的裝置,這種裝置又叫手搖翻車。手搖翻車早在漢代就出現(xiàn)了,《后漢書·宦者列傳》里面就記載:“又使掖廷令畢嵐……作翻車、渴烏,施于橋西,用灑南北郊路……”這是史書對手搖翻車的最早記載。到了唐宋時,國家更加繁榮昌盛,人口多了,需要的糧食多了,龍骨水車的作用就更大了。在農(nóng)田灌溉、排水及運河供水中,到處都能看到龍骨水車工作的身影。南宋詩人陸游看見了這樣的場景,就把它寫進了詩作《春晚即事》中:“龍骨車鳴水入塘,雨來猶可望豐穰(ráng)。”

        中國科學(xué)技術(shù)館的龍骨水車模型

        為什么龍骨水車能為古人做出這么多貢獻?原來,它是利用了鏈輪傳動的原理,把水從河流輸送到需要的地方。龍骨水車的名字,也是從它的構(gòu)造上得來的。你看這幾十個刮板構(gòu)成的一條閉合的木鏈,形狀是不是像極了一條龍的骨架?

        由不同動力驅(qū)動的龍骨水車(明代·宋應(yīng)星《天工開物》)

        龍骨水車工作起來可不含糊。把它安放在河邊,水車下端的水槽和刮板伸到水中,使用人力(或畜力)帶動木鏈周而復(fù)始地翻轉(zhuǎn),裝在木鏈上的刮板就能將水刮入水槽,水就會被水槽帶著來到岸邊對農(nóng)田進行灌溉啦!只要木鏈不停地循環(huán)轉(zhuǎn)動,水便能源源不斷地被上提至高處而流入田間,這就是鏈輪傳動的原理。可是,龍骨水車也不是萬能的,受到本身體積的限制,龍骨水車只適用于在近距離且落差較小的地方提水灌溉,所以較常見于南方平原地區(qū)。

        用于井中取水的立式龍骨水車

        龍骨水車還有個兄弟,它就是可以在井中取水的立式龍骨水車。立式龍骨水車的傳動裝置比龍骨水車還厲害,有平輪和立輪兩種,這樣就可以進行動力方向的轉(zhuǎn)換啦!立式龍骨水車通過一個立輪連接帶有一串盛水筒的索鏈,立輪置于井口,索鏈垂于井水中,人力(或畜力)通過不同裝置推動立輪,立輪帶動索鏈旋轉(zhuǎn)運動,從而使盛水筒不斷地把井水提到井上。

        有了龍骨水車,我國古代農(nóng)田灌溉問題基本上得到了解決。有了水,莊稼生長得更茂盛了。最初的龍骨水車是用人力轉(zhuǎn)動的,后來古人們又發(fā)揮自己的智慧,創(chuàng)制了利用畜力、水力等轉(zhuǎn)動的水車,水車家族越來越龐大啦!

        水邊的摩天輪——筒車

        如果說龍骨水車是古代早期的農(nóng)田灌溉工具,那么筒車就是后人改進的一種機械取水的灌溉工具了。筒車結(jié)構(gòu)巧妙合理,是我國古代人民的杰出發(fā)明。

        筒車的主要部件是一個簡易的水輪。在水輪的外緣均勻地系著許多帶有傾斜度的小水筒。小水筒有木質(zhì)和竹質(zhì)之分。前者常見于黃河流域,后者主要分布在江南一帶。

        筒車

        當(dāng)沖擊筒車的水流達到一定速度時,筒車上的水輪便開始運轉(zhuǎn)了。水輪的旋轉(zhuǎn)帶動輪上眾多的小水筒相繼到達水輪的頂端,從而使筒中的水自動流入頂端旁邊的接水槽內(nèi),匯集后流往農(nóng)田,這樣便達到了連續(xù)灌溉農(nóng)田的目的。筒車的提水高度和水輪的直徑有直接關(guān)系,直徑越大,筒車的提水高度就越高。

        筒車的工作原理是不是很神奇?這就是智慧和實踐的力量!筒車的出現(xiàn),最早可追溯到隋唐時期。《太平廣記》里記載,寺廟僧人澆園“以木桶相連,汲于井中”,可見在當(dāng)時,筒車已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。

        此外,晚唐時期還出現(xiàn)了改進版的筒車——高轉(zhuǎn)筒車。高轉(zhuǎn)筒車提水高度較一般筒車更高。它由上下兩個水輪及鋪于上下水輪上的傳輸索道組成。索道上系著一只盛水筒,當(dāng)水輪轉(zhuǎn)動時,索道上的盛水筒下行至下水輪處盛水,然后又繼續(xù)隨著水輪的轉(zhuǎn)動上行至上水輪頂端,將水傾瀉至邊上的水槽內(nèi),如此循環(huán),不斷將水從低處運送至較高處進行灌溉。

        中國科學(xué)技術(shù)館的高轉(zhuǎn)筒車模型

        《農(nóng)政全書》中的筒車

        唐人劉禹錫在《機汲記》里這樣描述:“由是比竹以為畚(běn),置于流中……”說的就是當(dāng)時高轉(zhuǎn)筒車的工作場景。

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