客家傳統(tǒng)水力機(jī)具

閩粵贛邊客家地區(qū)多清流急湍，懸泉瀑布，而且木、石、鐵等資源也十分豐富，勤勞智慧的客家人從中原帶來(lái)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，就地取材，利用木、石、鐵等材料，借溪流的自然力，不用任何化石燃料，制造了許多水力機(jī)具，提高了工作效率，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。

水排

閩粵贛邊客家地區(qū)礦產(chǎn)豐富，最遲在宋代，這里的采冶業(yè)在全國(guó)范圍內(nèi)占有重要的地位。該地?fù)碛忻骸㈣F等金屬、非金屬礦產(chǎn)30多種，儲(chǔ)量也十分可觀。客家人從北方帶來(lái)比較先進(jìn)的冶煉技術(shù)，從事礦冶作業(yè)?！洞筇锟h志》記載：“北宋時(shí)，境內(nèi)已有采礦煉鐵、銅、鉛、鋅等。明代，有鐵爐30多座?！?唐朝初期，黃連峒（今寧化縣）地方精英巫羅俊積極四處探尋開(kāi)發(fā)資源，無(wú)意中發(fā)現(xiàn)翠江里的潔白細(xì)沙中含有不少烏黑的細(xì)鐵沙。他知道，這是附近山上蘊(yùn)藏鐵礦的證明，而有鐵礦的地層中，往往也會(huì)伴生銅礦等。經(jīng)過(guò)探尋，果然如巫羅俊所料，開(kāi)發(fā)出好幾處鐵礦與銅礦?！短茣さ乩碇尽飞暇陀涊d這里有鐵、銅等礦藏。

在貴金屬——金銀礦方面，唐宋時(shí)，泰寧縣的大田鄉(xiāng)有壘金場(chǎng)。中華人民共和國(guó)成立后，該地經(jīng)考古發(fā)掘出宋代金礦井兩座，地質(zhì)勘探隊(duì)對(duì)其進(jìn)行重新探測(cè)，測(cè)定每噸泥沙含純金3克多。據(jù)《元豐九域志》記載：“寧化有龍門新舊二銀場(chǎng)，長(zhǎng)永、大庇銀礦?！薄队认h志》記載：“明洪武十九年（1386年），該縣銀屏山有煉銀爐42座，后停辦?！睆牡V冶工業(yè)的歷史資料看，均和客家人入閩粵贛邊地區(qū)的時(shí)間相吻合，其規(guī)模和產(chǎn)量都說(shuō)明客家人在礦冶方面的重要作用。

礦冶業(yè)的發(fā)展，必然要用到水排。水排是我國(guó)古代一種冶鐵用的水力鼓風(fēng)裝置。閩粵贛邊客家人在各地冶煉作坊建造了星羅棋布的水排。最初的鼓風(fēng)設(shè)備叫人排，用人力鼓動(dòng);繼而用畜力鼓動(dòng)，因多用馬鼓動(dòng)，所以也叫馬排;直到東漢建武七年（公元31年）杜詩(shī)時(shí)改用水力鼓動(dòng)，稱水排。

水排的原動(dòng)力為水力，通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檫B桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。人類早期的鼓風(fēng)器大都是皮囊，我國(guó)古代又叫“橐”。一座爐子用好幾個(gè)橐，放在一起，排成一排，就叫“排囊”或“排橐”。用水力推動(dòng)這種排橐，就叫“水排”。

元朝學(xué)者王禎在他著的《王禎農(nóng)書》中，對(duì)水排作了詳細(xì)的介紹。選擇湍急的河流的岸邊，架起木架，在木架上直立一個(gè)轉(zhuǎn)軸，上下兩端各安裝一個(gè)大型渦輪，在下渦輪（水輪）的輪軸四周裝有葉板，承受水流，是把水力轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置;在上渦輪的前面裝一鼓形的小輪（旋鼓），與上渦輪用“弦索”相連（相當(dāng)于傳送皮帶）;在鼓形小輪的頂端安裝一個(gè)曲柄，曲柄上再安裝一個(gè)可以擺動(dòng)的連桿，連桿的另一端與渦軸上的一個(gè)“攀耳”相連，臥軸上的另一個(gè)攀耳和盤扇間安裝一根“直木”（相當(dāng)于往復(fù)桿）。這樣，當(dāng)水流沖擊下渦輪時(shí)，就帶動(dòng)上渦輪旋轉(zhuǎn)。由于上渦輪和鼓形小輪之間有弦索相連，因此上渦輪旋轉(zhuǎn)一周，可使鼓形小輪旋轉(zhuǎn)幾周，鼓形小輪的旋轉(zhuǎn)又帶動(dòng)頂端的曲柄旋轉(zhuǎn)，這就使得和它相連的連桿運(yùn)動(dòng)，連桿又通過(guò)攀耳和渦軸帶動(dòng)直木往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使排扇一啟一閉，進(jìn)行鼓風(fēng)。

水力鋸

閩粵贛邊客家地區(qū)多山，森林資源充沛，尤其盛產(chǎn)杉木、松木、樟木，可以對(duì)這些木材進(jìn)行加工，制作各種木制品，為此，智慧的客家人建造了許多水力鋸木作坊。

水力鋸木機(jī)以水力為其直接動(dòng)力，鋸木作坊必須具備以下兩個(gè)基本條件：一是水源充沛;二是有一定的水位落差。并且保證在最枯水位時(shí)，仍然有足夠的水力沖激水車（水輪）迅速轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)鋸片進(jìn)行切削。除了以上兩個(gè)基本條件，還要考慮到：要有一定的土地面積，一邊建造作坊，還要有原材楞場(chǎng)和成品楞場(chǎng)。楞堆位置應(yīng)不受洪水威脅，又利于推河為宜。楞堆和作坊之間應(yīng)盡可能有平坦寬敞的道路。

水力鋸木作坊一般由四個(gè)部分組成：

第一，水壩、水渠部分。水壩的兩端開(kāi)有大小兩道閘門。主洪道的寬閘門用以控制水位，洪水期間開(kāi)閘泄洪，減輕水壩負(fù)荷;小閘門調(diào)劑水力鋸臺(tái)所需流量。水渠較長(zhǎng)，為了提高水位，終端裝有長(zhǎng)長(zhǎng)的木水槽，以增加出水口的流量。

第二，水車（水動(dòng)輪）部分。水車：用雜木制成，全周裝有36個(gè)水戽，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)吃水戽15個(gè)，每分鐘轉(zhuǎn)速為42周次。水動(dòng)轉(zhuǎn)軸：用松木制成。兩端嵌入鐵軸，以鐵板和四顆鉚釘鉚緊，鐵板中心開(kāi)一軸孔，穿入鐵軸，以鐵梢固緊。軸安裝于木支架上。支架下端埋入土中，以石夯實(shí)。輪軸的兩端削成方形，一端安裝水車，另一端安裝木皮帶輪。木皮帶輪：由于輪徑較大，以六塊弧形樟木制成，安裝在距水車一定距離的一端。水車和木皮帶輪之間裝有隔水板，以免皮帶被水濺濕打滑。

第三，變速裝置部分。為了增加鋸片轉(zhuǎn)速和機(jī)械功率，在水車和鋸臺(tái)之間，即距水車一定距離處，安設(shè)變速過(guò)軸裝置。軸為鐵制，裝有軸承。軸的一端裝有生鐵鑄成的一個(gè)飛輪，以增加撓性傳動(dòng)的慣性作用。再等距離地安裝甲、乙、丙三個(gè)皮帶輪在這根軸上。甲輪由水車的大皮帶輪帶動(dòng)，因?yàn)槠渲睆綖榇笃л喌氖种唬运嚭痛笃л喢糠昼娹D(zhuǎn)42周次時(shí)，甲輪就轉(zhuǎn)420周次;乙輪因?yàn)楹图纵喭S，所以同樣是轉(zhuǎn)420周次，通過(guò)皮帶帶動(dòng)鋸臺(tái)轉(zhuǎn)軸;丙輪帶動(dòng)砂輪——磨鋸片用。

第四，鋸臺(tái)部分。鋸臺(tái)支架用木架埋入3尺深，用三合土加固。鋸臺(tái)轉(zhuǎn)軸為鐵制。軸上的皮帶輸送直徑和變速丙輪直徑恰為三比一，所以其每分鐘轉(zhuǎn)速為1260周次。鋸片和它同軸，所以同樣為每分鐘1260周次，其速度已適合鋸木的需要。

水轉(zhuǎn)紡車

早在宋代，閩粵贛邊客家人便在境內(nèi)遍種苧麻、棉花，這些都是織布的原料。客家人使用各種紡紗機(jī)、織布機(jī)進(jìn)行紡紗、織布，各地農(nóng)村均以家庭手工作坊為主生產(chǎn)苧麻、夏布，供自用或作為商品銷售。

為了提高紡紗、織布的勞動(dòng)效率，客家人制造了大量的水轉(zhuǎn)紡車。水轉(zhuǎn)紡車是南宋時(shí)期發(fā)明的一種以水力為原動(dòng)力的紡織工具。其工作原理與人力紡車大致相同。元代學(xué)者王禎在《王禎農(nóng)書》中對(duì)此有介紹。

這種水力紡車長(zhǎng)約7米，寬約1.7米。在紡車的兩端各有一個(gè)大車輪，中間用皮帶輪連接。右輪與架在江河湍急流中的水輪相連，是動(dòng)力輪，而左輪是從動(dòng)輪。當(dāng)皮帶輪與鐵桿接觸并依靠摩擦力帶動(dòng)鐵錠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就給錠上的麻線或紗線加捻，便紡成了線。這個(gè)紡車確實(shí)夠大的，共有32個(gè)紗錠，一晝夜可紡捻麻紗50公斤。

水磨

水磨即用水力驅(qū)動(dòng)的磨，古代北方又稱水硙。在魏晉南北朝時(shí)期已見(jiàn)記載。5世紀(jì)末，南齊祖沖之曾造水磨。6世紀(jì)初，北魏崔亮曾在洛陽(yáng)附近“堰谷水，造水碾磨數(shù)十區(qū)，其利十倍，國(guó)用便之”。

元代學(xué)者王禎在《王禎農(nóng)書》中對(duì)古代水磨的傳動(dòng)方式有詳細(xì)記載。其水力傳動(dòng)部分有臥輪式和立輪式兩種。一個(gè)立輪帶二磨的裝置稱為立輪連二磨。最多的有一個(gè)立輪帶動(dòng)三個(gè)齒輪，每一齒輪帶動(dòng)一盤大磨，大磨再各帶動(dòng)兩盤小磨，合計(jì)一個(gè)立輪帶九盤磨，稱作“水轉(zhuǎn)連磨”。還有二船并聯(lián)，中間安置立輪，兩船各置一磨的，稱“活法磨”，唐代又稱“浮硙”，后代也叫“船硙”。

此外，客家地區(qū)還有水礱、水碾，其傳動(dòng)裝置和水磨類似。礱是用來(lái)破除谷殼的。礱的上盤較磨輕，可與磨互換，多用木料制成。碾是用來(lái)除米糠的。

水礱

礱如磨狀，也分為上下兩扇，外以竹編為圍，圍內(nèi)夯實(shí)黃土，上扇夯成漏斗狀以容納稻谷自動(dòng)流入礱內(nèi)，即上下扇接合部，在上下兩扇嚙合平面上，各按圓心輻射狀揳入鍋內(nèi)炒烤過(guò)的毛竹塊片為齒。這種炒烤過(guò)的竹塊片極硬，且不易霉變腐朽。在十字架固穩(wěn)的底座上豎起一堅(jiān)硬圓木當(dāng)作軸心，上扇礱中腰橫穿一堅(jiān)硬的方木，中心鑿洞正好套入下扇豎起的圓木軸，方木兩端伸出為把手，把手也鑿圓洞。

如果用人力，則把硬雜木彎弓似丁形礱鐵鉤深入一把手圓洞，推拉不停，上扇礱即沿下扇礱軸心旋轉(zhuǎn)，稻谷經(jīng)兩扇嚙合的竹齒摩擦，谷殼和米即分離并一起沿嚙合口圓周排撒出，紛紛落于沿下扇礱安裝環(huán)形木槽內(nèi)，環(huán)形木槽開(kāi)一口便于流入籮筐內(nèi)。如用水力，則結(jié)構(gòu)原理和水磨同。

此種土木竹結(jié)構(gòu)的稻谷加工器具，現(xiàn)在已經(jīng)被碾米機(jī)代替了，但它為客家人千百年稻作文明作出的貢獻(xiàn)，是應(yīng)該載入史冊(cè)的。

水碓

水碓指的是用水力驅(qū)動(dòng)的杵舂，有去除谷殼、麥殼和捶打紙漿、碎礦石等用途?？图业貐^(qū)主要有兩種水碓——懶碓和水車碓。

其一，懶碓（豬兜碓）。在較大木頭做的似碓身的踩腳處——碓尾挖一個(gè)碗形空槽，可裝二三十斤水，引注流水滿碗槽，使碓腦翹起來(lái)，而一翹起來(lái)，槽水即自倒傾盡泄空，碓腦迅即落下使碓嘴入舂臼石中的谷殼與糙米，成為一舂，如此循環(huán)往復(fù)，水流不斷，碓舂不止。這樣一來(lái)，水力便替代了人力。

其二，水車碓。用水能推動(dòng)車輪，在車輪軸上按直角安插一根木板，板端伸至碓尾，輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)即產(chǎn)生壓力，迫使碓腦連碓嘴翹起，每轉(zhuǎn)180度就壓起而下舂一次。

按一定尺寸和不同角度安插許多根木板在輪軸上，則可推壓一排米碓工作，車輪轉(zhuǎn)動(dòng)使各板端頻頻壓向各碓碓尾，而讓碓腦連碓嘴不斷翹起舂下，快速而有節(jié)奏。這種推壓一排米碓工作的水車碓，叫作連機(jī)水碓。

水碓是一種古老的水力機(jī)具。東漢初期，桓譚在《新論》中提到，和人力杵舂相比，“役水而舂，其利乃且百倍”。魏晉南北朝時(shí)，水碓已經(jīng)普及，西晉權(quán)貴王戎有40處水碓，石崇有30處水碓。元朝學(xué)者王禎把水碓稱為“機(jī)碓”：水流自上沖動(dòng)水輪者叫作“斗碓（鼓碓）”，水流自下沖動(dòng)水輪者叫作“撩車碓”。

水碾

水碾是在水碓基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的稻谷等脫殼加工工具。它的加工能力比水碓要大得多，主要由碾、水槽、水室、水輪、天平木、拉桿、碾砣（碾輪）、碾槽等組成。

水碾一般建造在溪流或水渠邊，溪流或水渠要有一定的水流量和較大的水頭落差。水碾利用水流沖擊水輪葉板帶動(dòng)水輪轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪又帶動(dòng)碾砣沿碾槽做360度運(yùn)動(dòng)，碾砣不斷運(yùn)動(dòng)對(duì)稻谷等產(chǎn)生碾壓力、摩擦力，以及稻谷之間相互連續(xù)摩擦，使稻谷外殼同米粒分離;之后再經(jīng)過(guò)風(fēng)車風(fēng)播、過(guò)篩等程序便可得到糙米。水碾每晝夜可加工谷物兩千斤左右。

水碾除了用來(lái)加工糧食，還大量地用于榨油坊，用來(lái)碾壓油茶仁、菜籽、花生米、芝麻等榨油原料。

榨油坊一般都建在村落集中、水源充沛、綠樹(shù)掩映的小溪岸邊。老式榨油的基本工序有九道。一是水碾，將曬干的山茶籽碾成粉末。二是鍋蒸，將茶籽末放進(jìn)木桶，擺上鐵鍋，用柴火蒸熟。三是做餅，將蒸熟的茶仁粉倒進(jìn)模子內(nèi)做成圓餅。四是裝填，將做好的茶油餅放入油槽內(nèi)按次序排列擠緊。五是上木楔擠緊。六是用撞石擊打木塞將油餅擠榨出油。七是過(guò)濾。將榨出的帶渣茶油用棕纖維過(guò)濾。八是裝瓶。將過(guò)濾好的成品清油裝入各式瓶?jī)?nèi)。九是脫餅渣。

第一道工序便必須用到水碾。將焙干的果仁投放到碾盤上碾碎。碾盤的動(dòng)力由水車帶動(dòng)，水車的直徑一般在2米以上，碾盤的直徑一般有4米多，所有的構(gòu)件都由木材制成，做工精巧，既實(shí)用又頗具審美價(jià)值，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，咿呀作響。