古代水车是什么样子

　　四大发明是关于中国科学技术史的一种观点，是指中国古代对世界具有很大影响的四种发明，是古代汉族劳动人民的重要创造，一般是指造纸术、指南针、火药及胶泥活字印刷术。其实古代还是有许许多多的发明的，例如“水车”，是很能体现古代劳动人名智慧的结晶的。让我们来了解下吧。

　 古代水车是什么样子

　　水车是古代汉族劳动人民发明的灌溉工具。根据文献记载大约东汉时出现。作为汉族农耕文化的重要组成部分，它体现了汉民族的创造力，为中国农业文明和水利史研究提供了见证。水车的发明为人民安居乐业和社会和谐稳定奠定了基础。

　　中国自古就是以农立国，与农业相关的科学技术取得了卓越的成就。水利作为农业中最不可缺的一环，各朝政府虽致力于兴修水利工程，不论是灌溉渠道或是运河都动员了大量的人力、物力和财力去营建。但是这些渠道大都分布在各大农业区，至于高地或是离灌溉渠道及水源较远之地，显然是无法顾及。于是中国人善用其智慧，发明了另一种能引水灌溉的农具─水车。

　　水车的先驱民间最早的汲水用具该是"桔槔"。《庄子.外篇.天地篇》中，载子贡南游，反途路过汉阴时，看到一个老丈人辛苦的抱瓮汲水灌溉，事倍而工半，于是告诉老翁一种省力的器具，名曰之『槔』。它的制作方式是：『凿木为机，后重前轻，掣水若抽，数如沃汤。』也就是用一条横木支在木架上，一端挂着汲水的木桶，一端挂着重物，像杠杆似的，可以节省汲水的力量。从抱瓮灌地到桔槔汲水初步利用器械，可以说是水车发明的先躯。

　　发展情况

　　水车发展第一阶段。中国正式记载中的水车，则大约到东汉时才产生。东汉末年灵帝时，命毕岚造"翻车"，已有轮轴槽板等基本装置。又有一说三国时魏人马均也有翻车的制造(《三国志.魏志》卷二九杜 传裴松之注)。不论翻车究竟首创于何人之手，总之，从东汉到三国翻车正式的产生，可以视为中国水车成立的第一阶段。

　　水车发展第二阶段。水车的发展到了唐宋时代，在轮轴应用方面有很大的进步，能利用水力为动力，作出了"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。南宋张孝祥〈题能仁院壁诗〉中大赞其曰：『转此大法轮，救汝旱岁苦。』可见此水车对农事帮助之大。这是中国水车发展的第二个阶段。

　　水车发展第三阶段。到了元明时代，轮轴的发展更进步。一架水车不仅有一组齿轮，有多至三组，而有"水转翻车"、"牛转翻车"或"驴转翻车"，可以依风土地势交互为用。这项发展，使翻车的利用更有效益。翻车打东汉三国时代发明以来，一直停滞在人力的运转。至此，利用水力和兽力以为驱动，使人力终于从翻车脚踏板上解放。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，即使在水量较不丰沛的地方，也能利用兽力，而有所贡献。另外，则有"高转筒车"的出现。地势较陡峻而无法别开水塘的地方，也能低水高送，有所开发。这是中国水车发展的第三阶段。元明之后，中国水车的发展便再没有多少特出的成就了。由上之言可知，水车一物在中国农业发展中实有大贡献。它使农作所受的地形制约大为减轻，实现丘陵地和山坡地的开发。不仅用之于旱时汲水，低处积水时也可用之以排水。今综合前人的研究，对照历来众多的农书，择取几项具代表性的水车做一简单的介绍，还望各位先达不吝赐教，给予教导及指正。

　　刮车

　　原文：刮车，上水轮也。其轮高可五尺，辐头阔止六寸，如水陂下田，可用此具。先于岸侧掘成峻槽，与车辐同阔。然后立架安轮，轮辐半在槽内，其轮轴一端擐以铁钩木拐，一夫执而掉之，车轮随转，则众辐循槽刮水上岸溉田，便于车戽。

　　解 释：刮车之轮高五尺，轮辐宽到六寸。可用于水陂之田。其方法为：先于岸侧挖成峻槽，而此峻槽和车轮同宽。然后立架安轮，轮轴的一半在峻槽之内，轮轴的一端穿以铁钩和木拐。使用时由一个人手执木拐而推转之，车轮就会被带动，而循着峻槽刮水上岸，灌溉田地。此法必须在水与岸相差只有一、二尺时才可使用。若直接在湖旁使用，就更加地方便。如果有流水，就可以利用流水的冲力带动轮轴，就不必浪费人力和畜力了。

　　翻车

　　原文：翻车，今人谓龙骨车也。《魏略》曰：「马钧居京都城内，有地可为园，无水以灌之，乃作翻车，令儿童转之而灌水。」自后汉灵帝使毕岚作翻车，设机引水，洒南北郊路，则翻车之制又起于毕岚矣。今农家用之溉田。其车之制，除压栏木及列槛椿外，车身用板作槽，长可二丈，阔则不等，或四寸至七寸;高约一尺。槽中架行道板一条，随槽阔狭，比槽板两头俱短一尺，用置大、小轮轴。同行道板上下通周，以龙骨板系其在上。大轴两边各带拐木四茎，置于岸上木架之间，人凭架上踏动拐木，则龙骨板随转，循环行板刮水上岸，此翻车之制。关楗颇多，必用木匠，可易成造，其起水之法，若岸高三丈有余，可用三车，中间小池，倒水上之，足救三丈已上高岸之田。凡临水地段，皆可置用，但田高则多费人力，如数家相传，计日趋工，俱可济旱。水具中机械巧捷惟此为最。

　　解 释：翻车的车身是利用木板作一长槽，而此槽长二丈，宽则没有一定的长度，有的四寸，有的七寸，高则约一尺。此长槽中架有行道板一条，而这个行道板的宽度大约与长槽的宽相等，但是长度却比长槽的二端各短一尺，而比长槽短的地方，则用来放置大、小两轮轴。此外，行道板的上下通周都系有龙骨板。大轴置于岸上，而大轴的两边各自连接着有着四根柄状小木棍的拐木，只要人依靠架子，踏动小木棍，就会踏动拐木，而踏动拐木的同时则会带动龙骨板，这时龙骨板就会绕着行道板而转动，藉此刮水上岸。此外，若田地不在岸边，而在离水较高的高地，则可以利用三架翻车来灌溉。而这三架翻车与翻车之间，以小池子作为联系，如此环环相扣，取水上岸。用这种方法，可以灌溉至三丈以上的高岸之田，解决高地无水灌溉之苦，可以说是中国先祖智慧之结晶。

　　水转翻车

　　原文：水转翻车其制与人踏翻车俱同，但于流水岸边掘一狭堑，置车于内。车之踏轴外端作一竖轮，竖轮之旁架木立轴，置二卧轮。其上轴适与车头竖轮辐支相间，乃擗水旁，激下轮既转，则上轮随拨车头竖轮，而翻车随转，倒水上岸，此是卧轮之制。若作立轴当别置，水激立轮，其轮辐之末复作小轮，辐头稍阔，以拨车头竖轮，此立轮之法也。然亦当视其水势随宜用之。其日夜不止绝胜踏车。

　　解 释：

　　1.设置之法水转翻车的形制和人踏翻车相去无几，只是运用的动力不同。先在流水岸边挖掘一道深窄的沟渠，将水车设置其中。将翻车的踏轴延伸，作一个竖轮(直立转轮)。竖轮旁在另外搭木设轴，轴上作上下两个卧轮(横躺转轮)。上卧轮和竖伦是车头轮(幅支凸出于轮周，见左图)，且二者幅支相间咬合。又擗水冲激下卧轮。

　　2.运作之方擗水冲激下卧轮，下轮既动，带动上卧轮，再带动和上卧轮幅支相间的竖轮，利用齿轮连动原理，利用齿轮连动原理，带动置于一旁沟渠中的翻车，水便被运送岸上了。又或者将下卧轮改作一独立之车头竖轮，使其幅支亦与上卧轮相间，再激水推动之，效果亦是相同。亦可将下卧轮改作推杆，由牲畜推转。

　　3.便利之处水转翻车的最大好处为省力。因它利用的是自然界的力量，人力、畜力可以用作其它生产活动。且此法输水灌溉可日夜不息，方便之处又在人踏翻车之上。但是这个方法一旦水势太强，容易使龙骨板破裂不堪使用。则筒车之方便处，又在水转翻车之上。

　　筒车

　　原文：筒车，流水筒轮。凡制此车，先视岸之高下，可用轮之大小。须要轮高于岸，筒贮于槽，方为得法。其车之所在，自上流排作石仓斜擗水势，急凑筒轮。其轮就轴作毂，轴之两旁，阁于椿柱山口之内。轮轴之间除受水板外，又作木圈，缚绕轮上，就系竹筒或木筒于轮之一周，水激转轮，众筒兜水，次第倾于岸上所横木槽，谓之天池，以灌田稻，日夜不息，绝胜人力。若水力稍缓，亦有木石制为陂栅，横约溪流旁出激轮，又省工费。或遇流水狭处，但垒石敛水凑之，亦为便易。此筒车大小之体用也，有流水处俱可置此。

　　解 释：

　　1.筒车之置筒车的形制没有定制，全凭因地制宜。基本配备简单，只有转伦和水槽而已。要设置筒车，必须先观察水岸的高度，并由此判断所须水轮的大小。转轮务必要高于河岸，这样水筒运上来的水才能顺利的到入水槽中。筒车的动力是水力，故必择水流湍急之处设置，以利用水流冲力来转动转轮。如若地形环境不允许，便在水车上游以木头石块等堆栈。一则使流速因水面变窄而较原先急促;一则可以引导水势，使之直接冲击水车，推动转轮。转轮又分内外圈，靠近槽者为内，内轮要略小于外轮。如此一来，则水筒的水在离水面上升时不会漏出，转到轮顶时又能自然倾流注入槽中。另外，又在转轮上安装竹轮以固定水筒。水筒可用竹制，亦可采木制，视水车之大小而定，大者用木，小则用竹。

　　2.筒车运作之方筒车的运作是利用水力来推动载有水筒的转轮，转轮下半浸于水中则轮上水筒充水，待水筒随转轮运至顶端便自然倾泻入水槽。

　　3.筒车之利用筒车载水既可日夜不息的灌溉，又不费人力。形制大小又可因地制宜，有流水处俱可运用。若岸高水深使所用转轮太大，则可改用筒车变形之高转筒车。

　　高转筒车

　　原文：高转筒车其高以十丈为准，上下架木，各竖一轮。下轮半在水内，各轮径可四尺。轮之一周，两旁高起，其中若槽，以受筒索。其索用竹均排三股，通穿为一，随车长短，如环无端。索上相离五寸，俱置竹筒，筒长一尺。筒索之底托以木牌，长亦如之，通用铁线缚定，随索列次络于上下二轮，复于二轮筒索之间，架刳木平底行槽，一连上与一轮相平以承筒索之重，或人踏牛拽转上轮，则筒索自下兜水，循槽至上轮轮首覆水，空筒覆下，如此循环不已，日所得水不减平地。车戽若积为池沼，再起一车，计及二百 余尺。如田高岸深，或田在山上，皆可及之。

　　解 释：1.设置之方高转筒车是前述筒车的变形，配备是二个转轮、连结成环状的水筒和二轮之间的平底行槽。其设置方式分述如下。现在假设岸高与水面高差十丈左右来说明高转统车的形制。首先在上下双方各置一轮，轮的直径为四尺左右。下轮的一半浸在水面下。上下二轮的轮周两边俱高起，中间凹下，以承载筒索。筒索是将水筒连结成绳状，二端相扣成环。索长无定，随转轮间距而定。索上每隔五寸之置一个水筒，筒长一尺。筒底托上一片木板，长度和水筒一样，且用铁线将筒牢牢地和木板绑在一起。又在上下轮间以木板搭架一个平底槽，以承受装满了水的筒索。2.运作之法筒车设置之后，只要用人踏(如翻车运作之法)、或兽力(如牛转翻车、驴转翻车之运作)来转动上轮，便可带动筒索，筒索向下运作，水筒浸于水中充水，再随下轮翻上，沿行槽运至上轮，覆水灌溉。另外，可以像前述筒车一样，利用水流冲力来推动下轮，也有相同效果。又或者仿效水转翻车的运作方式，来运动上下轮其中之一也可以。其动力的选择端视方便而定。3.便利之处高转筒车可以补足筒车的不方便之处，凡岸高水深或田地离水太远，都可以用这种方式获得便利。如果河岸和水面距离实在太远或者田地在山上，可以在上下轮间在增设一中轮。

　　古代水车原理

　　一般都是建在水流湍急的地方，利用上游的水流推动水车运动。

　　水车应该就是提水用的筒车。

　　原理：

　　竹筒起到了叶轮的作用：承受水的冲力(由水的动能(速度)提供)，获得的能量使筒车旋转起来。并克服筒车的摩擦阻力、以及被提升的水对筒车的反力矩)。

　　当转过一定角度，原先浸在水里的竹筒(已灌满了水)将离开水面被提升。此时，由于竹筒的筒口比筒底的位置高(这就是筒口要朝着筒车前进方向的原因)，竹筒里会存一些水。

　　当竹筒越过筒车顶部(此时竹筒开始倒水)之后，筒口的位置相对于筒底开始降低，竹筒里的水就会倒进水槽里。你可以调整水槽的位置，使水槽能够接到更多的水。

　　当你发现筒车旋转太慢，或者提不起水，你要在筒车上装一些木板或竹板，便于筒车从水中获得更多的能量(动能)。你也可以将筒车浸入水中更深一些，来获得能量(这样处理，由于竹筒出水时的位置与筒车轴线之间的角度更大，筒口与筒底的高差也更大，能够使竹筒内存下更多的水)。

　　当水流的速度较低时，竹筒也要相对小一些，否则，筒车从水中获得的能量有限，不足以克服被提起的水对筒车的反力矩(或者说：势能)。

　　如此往复，循环提水。

　　筒车本身的效率很低，但无需供给动力。