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水車又稱孔明車,是中國最古老的農業灌溉工具,是先人們在征服世界的過程中創造出來的高超勞動技藝,是珍貴的歷史文化遺產。相傳為漢靈帝時華嵐造出雛形,經三國時孔明改造完善後在蜀國推廣使用,隋唐時廣泛用於農業灌溉,至今已有1700餘年歷史。

1 水車 -水車

水車水車

  中國自古就是以農立國,與農業相關的科學技術取得了卓越的成就。水利作為農業中最不可缺的一環,各朝政府雖致力於興修水利工程,不論是灌溉渠道或是運河都動員了大量的人力、物力和財力去營建。但是這些渠道大都分佈在各大農業區,至於高地或是離灌溉渠道及水源較遠之地,顯然是無法顧及。於是中國人善用其智慧,發明了另一種能引水灌溉的農具─水車。

水車的先驅

  民間最早的汲水用具該是"桔槔"。《莊子.外篇.天地篇》中,載子貢南遊,反途路過漢陰時,看到一個老丈人辛苦的抱瓮汲水灌溉,事倍而工半,於是告訴老翁一種省力的器具,名曰之『槔』。它的製作方式是:『鑿木為機,后重前輕,掣水若抽,數如沃湯。』也就是用一條橫木支在木架上,一端掛著汲水的木桶,一端掛著重物,像槓桿似的,可以節省汲水的力量。從抱瓮灌地到桔槔汲水初步利用器械,可以說是水車發明的先軀。

2 水車 -水車的發展


  水車發展第一階段。中國正式記載中的水車,則大約到東漢時才產生。東漢末年靈帝時,命畢嵐造"翻車",已有輪軸槽板等基本裝置。又有一說三國時魏人馬均也有翻車的製造(《三國志.魏志》卷二九杜 傳裴松之注)。不論翻車究竟首創於何人之手,總之,從東漢到三國翻車正式的產生,可以視為中國水車成立的第一階段。

  水車發展第二階段。水車的發展到了唐宋時代,在輪軸應用方面有很大的進步,能利用水力為動力,作出了"筒車",配合水池和連筒可以使低水高送。不僅功效更大,同時節約了寶貴的人力。南宋張孝祥〈題能仁院壁詩〉中大讚其曰:『轉此大法輪,救汝旱歲苦。』可見此水車對農事幫助之大。這是中國水車發展的第二個階段。

  水車發展第三階段。到了元明時代,輪軸的發展更進步。一架水車不僅有一組齒輪,有多至三組,而有"水轉翻車"、"牛轉翻車"或"驢轉翻車",可以依風土地勢交互為用。這項發展,使翻車的利用更有效益。翻車打東漢三國時代發明以來,一直停滯在人力的運轉。至此,利用水力和獸力以為驅動,使人力終於從翻車腳踏板上解放。同時,也因轉軸、豎輪、卧輪等的發展,使原先只用水力驅動的筒車,即使在水量較不豐沛的地方,也能利用獸力,而有所貢獻。另外,則有"高轉筒車"的出現。地勢較陡峻而無法別開水塘的地方,也能低水高送,有所開發。這是中國水車發展的第三階段。元明之後,中國水車的發展便再沒有多少特出的成就了。

  由上之言可知,水車一物在中國農業發展中實有大貢獻。它使農作所受的地形制約大為減輕,實現丘陵地和山坡地的開發。不僅用之於旱時汲水,低處積水時也可用之以排水。
    今綜合前人的研究,對照歷來眾多的農書,擇取幾項具代表性的水車做一簡單的介紹,還望各位先達不吝賜教,給予教導及指正。
刮車 原文:
刮車,上水輪也。其輪高可五尺,輻頭闊止六寸,如水陂下田,可用此具。先於岸側掘成峻槽,與車輻同闊。然後立架安輪,輪輻半在槽內,其輪軸一端擐以鐵鉤木拐,一夫執而掉之,車輪隨轉,則眾輻循槽刮水上岸溉田,便於車戽。
解 釋:
  刮車之輪高五尺,輪輻寬到六寸。可用於水陂之田。
  其方法為:先於岸側挖成峻槽,而此峻槽和車輪同寬。然後立架安輪,輪軸的一半在峻槽之內,輪軸的一端穿以鐵鉤和木拐。使用時由一個人手執木拐而推轉之,車輪就會被帶動,而循著峻槽刮水上岸,灌溉田地。
  此法必須在水與岸相差只有一、二尺時才可使用。若直接在湖旁使用,就更加地方便。如果有流水,就可以利用流水的衝力帶動輪軸,就不必浪費人力和畜力了。
翻車 原文:
翻車,今人謂龍骨車也。《魏略》曰:「馬鈞居京都城內,有地可為園,無水以灌之,乃作翻車,令兒童轉之而灌水。」自後漢靈帝使畢嵐作翻車,設機引水,灑南北郊路,則翻車之制又起於畢嵐矣。今農家用之溉田。其車之制,除壓欄木及列檻椿外,車身用板作槽,長可二丈,闊則不等,或四寸至七寸;高約一尺。槽中架行道板一條,隨槽闊狹,比槽板兩頭俱短一尺,用置大、小輪軸。同行道板上下通周,以龍骨板系其在上。大軸兩邊各帶拐木四莖,置於岸上木架之間,人憑架上踏動拐木,則龍骨板隨轉,循環行板刮水上岸,此翻車之制。關楗頗多,必用木匠,可易成造,其起水之法,若岸高三丈有餘,可用三車,中間小池,倒水上之,足救三丈已上高岸之田。凡臨水地段,皆可置用,但田高則多費人力,如數家相傳,計日趨工,俱可濟旱。水具中機械巧捷惟此為最。
解 釋:
  翻車的車身是利用木板作一長槽,而此槽長二丈,寬則沒有一定的長度,有的四寸,有的七寸,高則約一尺。此長槽中架有行道板一條,而這個行道板的寬度大約與長槽的寬相等,但是長度卻比長槽的二端各短一尺,而比長槽短的地方,則用來放置大、小兩輪軸。此外,行道板的上下通周都系有龍骨板。大軸置於岸上,而大軸的兩邊各自連接著有著四根柄狀小木棍的拐木,只要人依靠架子,踏動小木棍,就會踏動拐木,而踏動拐木的同時則會帶動龍骨板,這時龍骨板就會繞著行道板而轉動,藉此刮水上岸。
此外,若田地不在岸邊,而在離水較高的高地,則可以利用三架翻車來灌溉。而這三架翻車與翻車之間,以小池子作為聯繫,如此環環相扣,取水上岸。用這種方法,可以灌溉至三丈以上的高岸之田,解決高地無水灌溉之苦,可以說是中國先祖智慧之結晶。
水轉翻車 原文:
水轉翻車其制與人踏翻車俱同,但於流水岸邊掘一狹塹,置車於內。車之踏軸外端作一豎輪,豎輪之旁架木立軸,置二卧輪。其上軸適與車頭豎輪輻支相間,乃擗水旁,激下輪既轉,則上輪隨撥車頭豎輪,而翻車隨轉,倒水上岸,此是卧輪之制。若作立軸當別置,水激立輪,其輪輻之末復作小輪,輻頭稍闊,以撥車頭豎輪,此立輪之法也。然亦當視其水勢隨宜用之。其日夜不止絕勝踏車。
解 釋:
1.設置之法
水轉翻車的形制和人踏翻車相去無幾,只是運用的動力不同。
先在流水岸邊挖掘一道深窄的溝渠,將水車設置其中。
將翻車的踏軸延伸,作一個豎輪(直立轉輪)。豎輪旁在另外搭木設軸,軸上作上下兩個卧輪(橫躺轉輪)。上卧輪和豎倫是車頭輪(幅支凸出於輪周,見左圖),且二者幅支相間咬合。又擗水衝激下卧輪。
2.運作之方
擗水衝激下卧輪,下輪既動,帶動上卧輪,再帶動和上卧輪幅支相間的豎輪,利用齒輪連動原理,利用齒輪連動原理,帶動置於一旁溝渠中的翻車,水便被運送岸上了。
又或者將下卧輪改作一獨立之車頭豎輪,使其幅支亦與上卧輪相間,再激水推動之,效果亦是相同。亦可將下卧輪改作推桿,由牲畜推轉。〈見牛轉翻車圖〉
3.便利之處
水轉翻車的最大好處為省力。因它利用的是自然界的力量,人力、畜力可以用作其它生產活動。且此法輸水灌溉可日夜不息,方便之處又在人踏翻車之上。
但是這個方法一旦水勢太強,容易使龍骨板破裂不堪使用。則筒車之方便處,又在水轉翻車之上。
筒車 原文:
筒車,流水筒輪。凡制此車,先視岸之高下,可用輪之大小。須要輪高於岸,筒貯於槽,方為得法。其車之所在,自上流排作石倉斜擗水勢,急湊筒輪。其輪就軸作轂,軸之兩旁,閣於椿柱山口之內。輪軸之間除受水板外,又作木圈,縛繞輪上,就系竹筒或木筒於輪之一周,水激轉輪,眾筒兜水,次第傾於岸上所橫木槽,謂之天池,以灌田稻,日夜不息,絕勝人力。若水力稍緩,亦有木石製為陂柵,橫約溪流旁出激輪,又省工費。或遇流水狹處,但壘石斂水湊之,亦為便易。此筒車大小之體用也,有流水處俱可置此。
 解 釋:
1.筒車之置
  筒車的形制沒有定製,全憑因地制宜。基本配備簡單,只有轉倫和水槽而已。
  要設置筒車,必須先觀察水岸的高度,並由此判斷所須水輪的大小。轉輪務必要高於河岸,這樣水筒運上來的水才能順利的到入水槽中。
  筒車的動力是水力,故必擇水流湍急之處設置,以利用水流衝力來轉動轉輪。如若地形環境不允許,便在水車上游以木頭石塊等堆棧。一則使流速因水面變窄而較原先急促;一則可以引導水勢,使之直接衝擊水車,推動轉輪。
  轉輪又分內外圈,靠近槽者為內,內輪要略小於外輪。如此一來,則水筒的水在離水面上升時不會漏出,轉到輪頂時又能自然傾流注入槽中。另外,又在轉輪上安裝竹輪以固定水筒。水筒可用竹制,亦可采木製,視水車之大小而定,大者用木,小則用竹。
2.筒車運作之方
  筒車的運作是利用水力來推動載有水筒的轉輪,轉輪下半浸於水中則輪上水筒充水,待水筒隨轉輪運至頂端便自然傾瀉入水槽。
3.筒車之利
用筒車載水既可日夜不息的灌溉,又不費人力。形制大小又可因地制宜,有流水處俱可運用。若岸高水深使所用轉輪太大,則可改用筒車變形之高轉筒車。
 高轉筒車 原文:
高轉筒車其高以十丈為準,上下架木,各豎一輪。下輪半在水內,各輪徑可四尺。輪之一周,兩旁高起,其中若槽,以受筒索。其索用竹均排三股,通穿為一,隨車長短,如環無端。索上相離五寸,俱置竹筒,筒長一尺。筒索之底托以木牌,長亦如之,通用鐵線縛定,隨索列次絡於上下二輪,復於二輪筒索之間,架刳木平底行槽,一連上與一輪相平以承筒索之重,或人踏牛拽轉上輪,則筒索自下兜水,循槽至上輪輪首覆水,空筒覆下,如此循環不已,日所得水不減平地。車戽若積為池沼,再起一車,計及二百 余尺。如田高岸深,或田在山上,皆可及之。
 解 釋:
1.設置之方
高轉筒車是前述筒車的變形,配備是二個轉輪、連結成環狀的水筒和二輪之間的平底行槽。其設置方式分述如下。
現在假設岸高與水面高差十丈左右來說明高轉統車的形制。
首先在上下雙方各置一輪,輪的直徑為四尺左右。下輪的一半浸在水面下。上下二輪的輪周兩邊俱高起,中間凹下,以承載筒索。
筒索是將水筒連結成繩狀,二端相扣成環。索長無定,隨轉輪間距而定。索上每隔五寸之置一個水筒,筒長一尺。筒底托上一片木板,長度和水筒一樣,且用鐵線將筒牢牢地和木板綁在一起。
又在上下輪間以木板搭架一個平底槽,以承受裝滿了水的筒索。
2.運作之法
筒車設置之後,只要用人踏(如翻車運作之法)、或獸力(如牛轉翻車、驢轉翻車之運作)來轉動上輪,便可帶動筒索,筒索向下運作,水筒浸於水中充水,再隨下輪翻上,沿行槽運至上輪,覆水灌溉。
另外,可以像前述筒車一樣,利用水流衝力來推動下輪,也有相同效果。又或者仿效水轉翻車的運作方式,來運動上下輪其中之一也可以。其動力的選擇端視方便而定。
3.便利之處
高轉筒車可以補足筒車的不方便之處,凡岸高水深或田地離水太遠,都可以用這種方式獲得便利。如果河岸和水面距離實在太遠或者田地在山上,可以在上下輪間在增設一中輪。

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