“其巧百倍于常”——中国传统水车及其在农业生产中的作用

中国自古以农业立国，在长期的农业耕作中，与农业相关的科学技术取得了卓越的成就。作为农业生产的命脉，水利在农业生产中起的作用至关重要。历史上各个王朝虽然也很重视水利工程的作用，动用大量人力物力，兴建了许多灌溉的渠道或者运河，但是这些水利工程大多分布在平原地区，对那些山地梯田或者离灌溉水源较远的地方的浇灌起不了太大的作用。为了解决这个难题，聪明的中国人在长期的农业生产中，运用聪明才智，发明了一种轻便好用、能引水浇灌农田的农具，这就是水车。

水车是一种能从江河湖塘等地表水中不断持续汲水的农业机械，既能为高地取水，又能给低田排水。它广泛用于丘陵地带和山坡梯田的浇灌，使得农业生产摆脱了地形的制约，在中国古代农业生产中发挥了很大的贡献。

水车

唐宋之后，经济发展速度很快，江南地区也得到广泛开发，人口大幅增长，而南方地区多以丘陵为主，间或有以"塘博圩田"形成的低洼农田。对于低洼农田来说，虽然可以引流灌溉，但无法自行排涝；而丘陵山地的农田则需要一种能升水灌溉的工具。水车的出现解决了低洼农田排涝和丘陵山地升水灌溉的问题，为封建王朝的农业全面丰收和经济发展提供了重要的技术保障。

一、水车的雏形："桔槔"

在水车出现之前，中国的劳动人民就发明了一种用于田间灌溉的汲水工具"桔槔"。这种原始的汲水工具从商代起便广泛用于农业生产灌溉，它是在一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆，当中是支点，末端悬挂一个重物，前段悬挂水桶。一起一落，汲水可以省力。当人把水桶放入水中打满水以后，由于杠杆末端的重力作用，便能轻易把水提拉至所需处。

"桔槔"

根据《说苑·反质》记载：春秋时期郑国大夫邓析经过卫国时，看见几位农夫"俱负缶而入井，灌韭终日一区"。这些卫国的农民还是用陶罐取水倒入田里，解决灌溉问题，既费时费力，劳动效率也相当低下。邓析看到后于心忍，便将郑国农民使用的灌溉方法教给这些卫国的农民。具体做法是："为机，重其后，轻其前，命曰桥。终日溉韭百区不倦。"邓析教授的这种灌溉工具便是桔槔。《庄子》也记载过孔子的弟子子贡南游路过汉阴，看到农夫抱瓮汲水，事倍功半，于是教他们"凿木为机，后重前轻，掣水若抽，数如沃汤"。这说明早在春秋时期，原始的灌溉工具就已出现，而这正是后来水车的原型。

随着生产力的发展和科学技术的提高，到了东汉末年，水车这种具有重要历史意义的大型农田灌溉工具出现了。

二、水车的出现

由于历史资料的缺失，水车是怎么发明出来的已不可考，但只知道它的雏形是汉灵帝时一个叫毕岚的宦官制造出来的，后来又经过马钧、诸葛亮等人的改进后被全面推广使用，经过一代代人不断完善，到了隋唐时已成为农业上广为使用的灌溉工具。

"翻车"复原品

水车有两种类型。一种是以链传动为主的，称为"翻车"；另一种是轮传动的，称为"筒车"。"翻车"的出现要早于"筒车"。

据《后汉书》记载："掖庭令毕岚铸铜人四列于仓龙、玄武阙。又铸四钟，皆受二千斛，县于玉堂及云台殿前。又作翻车、渴乌，施于桥西，用洒南北郊路，以省百姓洒道之费"。这段话说明"翻车"被发明出来，一开始并不是用于农业灌溉的，而是在皇帝出巡时，汲水洒路，保证皇帝出行队伍没有灰尘的。但是由于它能将低处的水汲到高处，一些最早接触过翻车的有识之士就想到可以用它来作浇水灌溉之用。

第一个把"翻车"用来灌溉的是三国时的马钧。他在洛阳做官时，在自家后院种了一块菜园子，但是苦于离水源较远，每次浇水都很不方便。于是他"乃做翻车，令童儿转之，而灌水自覆，更入更出，其巧百倍于常"。

马钧"翻车"

马钧制造的翻车有一丈二尺长，四尺多宽，全身用木板制成。车前部有一个凹槽，里面架设一块行道板，这块板比槽板要稍窄一点，上面置大小两个轮轴。行道板下有可以活动的龙骨，大轴两头有四根拐木，使用时，人站在架子上用脚踩动拐木，龙骨便会旋转，带动行道板一上一下的汲水上岸。这种翻车可以将水汲到三丈以上高度，解决一般的旱地灌溉问题。只要是农田离水源距离不是太远，都可以通过翻车将水汲入水沟，用来灌溉。如果由相邻几家农民合力汲水，则它的效果更加显著，可以达到"日灌十亩，足以济旱"的程度。当时很多人在试用后都称赞这种翻车是"水具中机械巧捷，惟此为最"。

三、水车的种类

翻车的工作原理很简单，就是利用链轮传动来带动水槽内的刮板翻转，将低处的水顺着水槽引到高处。它既可以人力使用，也可以由畜力来带动，甚至还能靠风力和水力来带动。

由于古代牲畜比较金贵，对于一般农民来说，人力翻车是他们生产中使用最普遍的一种翻车。人车翻车可以用手摇，也可以用脚踏，但是以脚踏翻车为主。毕竟用手摇太过费力，工作效率不高。

手摇翻车

手摇翻车是靠用手摇动车拐来带动转轮转动，再由转轮带动链条和刮板，将水由低处引到高处的。《天工开物》中对它的工作效率也有记载："数尺之车，一人两手疾转，竟日之功可灌二亩而已。此车为求潦，欲去泽水以便栽种，盖去水非取水也，不适济旱"。也就是说，这种小型的手转式翻车主要是用来给农田排水使用，它体积较小，一个人就可以操作，也可以对一些边角地头进行浇灌，但遇到大旱时节，靠它来抗旱则力不从心了。因为它一天只能灌溉两亩土地，还必须使用者"两手疾转"，整日不停，这种劳动强度谁架得住啊？

相比而言，靠脚踩的"踏车"无论是生产效率还是灌溉成果都要远远强于手摇式翻车。"踏车"的工作原理和手摇式基本上是差不多的，不同之处就是它是用脚踩车上的一块活动的木板，用木板带动轮杆和链条，从而将水汲到高处的。

踏车

"踏车"在使用时，一般以两到三人为一组，在人的腰部设有一块扶板，可以扶在上面，减轻疲劳，节省体力。聪明的中国人还在"踏车"顶部加强设了遮阳棚，使得农民在汲水时避免太阳暴晒，劳动环境也大大改善。我们有时还能在一些影片中看到农民使用这种脚踏式翻车抗旱的情景，农民们一边劳动，还能一边聊天，相对手摇式来过，舒适程度不可同日而语。这种脚踏式翻车体积较大，经过农民的通力合作，平均每人每天可以灌溉农田八到十亩，劳动效率也大大提高了。

如果有条件，也可以利用牲畜来进行带动翻车。用畜力带动的翻车只要在脚踏式的基础上做出一点改动便可，具体做法是用牲畜拉动水平方向的一个卧轮，用卧轮的旋转来带动竖向的一个立轮，再依靠立轮来带动链条。这种卧轮往往是可拆卸的，有牲畜时装上去，没有牲畜时取下来由人力操作，非常的方便。

畜力水车

畜力水车的工作效率要远远高于人力。根据《农书》记载，一架由耕牛拉动的畜力水车，能顶得上三架人力脚踏式水车，对灌溉面积比较大的平原地区来说更为适用。

中国人的智慧是无穷的，古人还在生产实践的过程中，发明了利用水能或者风能汲水的水车。它们都是利用水流或者风的力量，来带动轮轴，汲水升灌。但是这两种利用自然能的水车在使用时对环境的要求较高，如果附近没有落差较大的水流或者没有刮风，则无用武之地。因此这两种水车只是起着补充的作用，并不是古代农田灌溉的常用办法。

四、水车在农业生产的使用

翻车之外，还有一种固定于河流边上的水车，称为"筒车"。它与翻车最大的区别就是它是不可拆解的，是固定于河流边上，利用流水的冲力，日夜不停工作的。它负责将河流中的水源源不断的汲到高处的沟渠之中，再由沟渠流到千家万户的田地里面，完成浇灌任务。

筒车

"筒车"最大的特点是可以将水垂直的提到高处，对一些岸高坡陡的地方十分适用。它在制作安装时，先视堤岸的高低制作合适的大转轮，轮子一定要高于河岸；然后将一个个竹筒绑在轮上，再在上流不远处开一条水渠，用引来的水冲击轮子上的转板，使得轮子不停的转动，这时绑在轮子上的竹筒便可以依次在河中取水，然后随着轮子转动，将筒中的水倒入沟渠，达到引水浇灌的目的。

"筒车"在制作和安装时一定要注意保证轮子底部要浸入水中一定的深度，且最好是架设在河流湍急之处。这样水流的冲击力比较大，可以使轮子的转速更快，汲的水量也就多。另外在绑竹筒时，一定要带有一定的角度，使得筒子里的水能在轮子转动到一定角度时可以完全倒出来。这都是古代农民在生产实践中总结出来的经验，含有朴素的科学道理。

五、水车的历史价值

中国传统的水车多以木或者竹子为原料，它结构简单，制作成本低廉，方便好用，省时省力，但是灌溉的效果极佳。特别是筒车出现后，它利用自然流水的冲击和惯性，日夜不停的工作，虽然单位时间内工作效率比不上人力脚踏式翻车或者畜力翻车，但它贵在可以无时无刻的工作，源源不断的将河水引到沟渠之中。它的出现，一定程度上解放了农民劳动的时间，可以说它是古代最先进的灌溉机械设施。

现在看来，水车的工作原理很简单，但是在古代，它是农业机械的一场革命。水车是利用人力或者水的冲击力向刮板提供动能，并克服其本身的摩擦阻力，使得汲上来的水向高处运动。当转到一定角度后，水斗越过水车顶部，水便开始被倒入引水槽，从而送到千家万户的农田之中。它的取水量是可以调整的，如果嫌汲水量太小或者速度太慢，可以通过加装叶子板，增加水车动能的办法，也可以通过加装汲水罐，加大汲水量的办法；还可以通过加深水车在汲水地点的浸水深度，让它受到更多的水流的冲击力的办法，来提高水车的劳动效率。

水车是中国古代劳动人民的伟大发明，在长期的农业生产过程中，它因地制宜，形制多样，拆解和组装非常方便，能适应各种不同地形它在农田的排涝和灌溉方面发挥了重要作用，保证了古代人民的粮食生产安全，在人类发展史上也有一定的地位。在十八世纪工业革命之前，它一直是农业生产上不可或缺的重要设施。直到工业革命后，随着现代化的灌溉设施的出现，它才逐渐完成了历史使命。

作为文化符号的水车

虽然今天的水车不再担负生产任务，但是它仍然没有退出历史舞台。在中国的很多乡村，那些外形挺拔秀美的水车，仍是民族文化的标志，是中国传统农业的一个缩影。我们有义务去保护好它们，将它们与中华民族的农耕文化和民俗文化结合起来，让我们的子孙后代知道，我们的祖先曾经拥有过多么高超的智慧，让水车在乡村民俗旅游中再次焕发生机。

参考资料：《天工开物》、《中国农田水利史》