上善若水 飲水思源
——中國傳統(tǒng)水利灌溉機(jī)具掠影

◆北京市海淀區(qū)委黨校 楊艷梅

水利萬物而不爭，人們的生活離不開水。在瀕河而居的遠(yuǎn)古時期，人類學(xué)會了掘井取水并發(fā)明了提水工具。中國是世界上最早發(fā)展農(nóng)業(yè)的國家之一，俗話說：“水是田家娘，無水秧不長?！彪S著桔槔、轆轤、渴烏、翻車、筒車等提水工具的相繼問世，人們實(shí)現(xiàn)了自下而上取水，并逐漸將其演變成灌溉農(nóng)田的農(nóng)具，促進(jìn)了我國古代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

桔 槔

圖1 貨幣圖片中展示的桔槔的使用情景

桔槔又稱龍吊桶、吊桿、架斗，是根據(jù)杠桿原理制作的一種灌溉農(nóng)具。人們在井邊或河岸邊豎立一根縱向直木，在其頂部固定一根橫木，橫木前端掛上水桶等汲水器，后端掛上石塊或其他重物實(shí)現(xiàn)取水。

《莊子·天運(yùn)》中描述“引之則俯，舍之則仰”是桔槔的運(yùn)轉(zhuǎn)特點(diǎn)。桔槔的發(fā)明減輕了人們的勞動強(qiáng)度，提高了灌溉農(nóng)田的效率。明代嘉靖八年，時任陜西富平縣令楊時泰指導(dǎo)人們用桔槔提水、疏通渠道灌溉，有效減少了旱災(zāi)對當(dāng)?shù)氐挠绊憽?/p>

轆 轤

轆轤由轆轤頭、支架、井繩、水桶等部分構(gòu)成，是一種利用人力從井中打水的工具。在井上搭起一對木架，架起橫軸，軸上套一個長筒輥輪，輥輪筒上纏繞有繩子，繩的一端掛上水桶，另一端固定在圓木上。長筒上裝有曲柄，搖動曲柄可控制繩子纏繞或松開，水桶也隨之吊上或放下，實(shí)現(xiàn)從井中取水。

轆轤大約出現(xiàn)于商末周初，元代著名農(nóng)學(xué)家王楨在《農(nóng)書》中記載了一種復(fù)式轆轤：繞在軸筒上的繩子兩端各系一個水桶，“順逆交轉(zhuǎn)，所懸之器虛者下，盈者上，更相上下，次第不輟，見功甚速?！鞭A轤利用了輪軸原理，較桔槔取水技術(shù)更進(jìn)一步，其特點(diǎn)是將桔槔的單向用力方式改為循環(huán)用力，適用于在深井中取水。

圖2 國家博物館展品——帶轆轤水槽的陶井

渴 烏

圖3 渴烏的原理演示圖

渴烏是我國古代吸水用的曲管，是一種利用虹吸管原理制作的水利裝置。古人使用渴烏跨越高處連接水源與農(nóng)田，實(shí)現(xiàn)跨越高處取水澆地，推動了灌溉技術(shù)的發(fā)展。

這是一種隔山取水的工具，具體操作是將竹筒去頭去尾彼此相連，密封好之后，從山的一邊鋪設(shè)到山的另一邊，放入水源中，點(diǎn)火加熱竹筒內(nèi)的空氣，以降低竹筒內(nèi)部的氣壓使水越過山梁。

東漢時期，畢嵐“作翻車、渴烏，施于橋西，用灑南北郊路”，這是關(guān)于渴烏的最早記載?？蕿趵么髿鈮汉汀八吞幜鳌钡脑韺?shí)現(xiàn)取水，人們在日常生活中用軟管為魚缸換水也是同樣的原理。

翻 車

翻車是我國灌溉史上非常重要、使用最普遍的一種提水器械。由于翻車上的木鏈條和刮板的形狀與動物的脊椎骨相似，且在工作時上、下翻轉(zhuǎn)與傳說中的“龍吸水”相似，故又被稱為“龍骨車”。

三國時期杰出的機(jī)械發(fā)明家馬鈞發(fā)明了一種除了灌溉還可排澇的新式“翻車”，它利用鏈輪循環(huán)傳動、木板刮水提升的工作原理，將水從低處引向高處。

圖4 程棨《摹樓璹耕圖》

詩人范成大在《夏日田園雜興》中也對翻車進(jìn)行了描述：“下田戽水出江流，高壟翻江逆上溝。地勢不齊人力盡，丁男長在踏車頭?！痹娋渲械摹办嫠薄案邏拧泵枋隽颂锏乩镛r(nóng)業(yè)灌溉的場景，反映了當(dāng)時翻車已廣泛運(yùn)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。隨后，又出現(xiàn)了可利用水流動能代替人力的“水轉(zhuǎn)翻車”。

筒 車

圖5 中國科技館展品——高轉(zhuǎn)筒車

在古人發(fā)明的灌溉農(nóng)具中，筒車將流水的沖擊力作為動力，是一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動灌溉的工具，可以晝夜不息地澆灌農(nóng)田。唐代詩人徐來軍在《調(diào)笑令》中提到“翻倒，翻倒，喝得醉來吐掉，轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去自行，千匝萬匝未停。未停？未停？禾苗待我灌醉?！边@里“灌醉”禾苗的提水器械就是指筒車，它可以引低處的水灌溉高處的農(nóng)田。后來出現(xiàn)了高轉(zhuǎn)筒車，它可將水引到地勢更高的地方。

筒車?yán)盟膭菽芤约拜唲釉韼铀?，輪上布滿竹筒或木筒制的汲水器，在水流的沖擊下隨輪旋轉(zhuǎn)，這些汲水器就能將水從地勢較低的地方提升至地勢較高處。然而，筒車只適合在有一定流速的河流、溪流旁使用。

唐代陳廷章在《水輪賦》中記載：“水能利物，輪乃曲成，……終夜有聲?！北彼卧娙死钐帣?quán)在《崧庵集· 土貴要予賦水輪》中記載：“江南水輪不假人，智者創(chuàng)物真大巧。一輪十筒挹且注，循環(huán)上下無時了。”筒車的出現(xiàn)為人們提供了更加便捷的灌溉工具，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

為實(shí)現(xiàn)“春種一顆粟，秋收萬顆子”的愿望，古人在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中結(jié)合實(shí)際情況“善假于物”，廣泛使用桔槔、轆轤、渴烏、翻車、筒車等灌溉農(nóng)具，實(shí)現(xiàn)了“水往高處流”，在一定程度上改變了人們“靠天吃飯”的局面。正因?yàn)檫@些巧妙的古代灌溉農(nóng)具的出現(xiàn)，以及不斷創(chuàng)新的滴灌和噴灌等高效節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展，中國人才能牢牢地把飯碗端在自己手中。