筒车
简介
筒车(chinesenoria)亦称“水转筒车”。一种以水流作动力,取水灌田的工具。据史料记载,筒车发明于隋而盛于唐,距今已有1000多年的历史。这种靠水力自动的古老筒车,在家乡郁郁葱葱的山简、溪流间构成了一幅幅远古的田园春色图,为中国古代人民杰出发明。筒车又称“天车”、“竹车”、“水轮”、“水车”,是水力灌溉工具。按照材质分竹筒车和木筒车两种。筒车的水轮直立于河边水中,轮周斜装若干竹木制小筒,有达四十二管者。利用水流推动主轮;轮周小筒次序入水舀满,至顶倾出,接以木槽,导入渠田。最早的记载见于唐代,宋以后逐渐推广。南宋张孝祥《于湖居士集》中《竹车》诗云:“转此大法轮,救汝旱岁苦”。“老农用不知,瞬息了千亩。”功效显著,较人、畜力翻车为优,一些地区沿用至今。
历史
沿革
早在春秋时期就已出现。庄周《南华经》记载的汉阴抱翁老人耻用的桔槔,即是竖于井边的提水器械。随着社会的发展,提水工具的使用越来越被重视,先后又出现了戽斗、汲筒、龙骨车(又名翻车)和筒车。戽斗是用粗绳缚于木桶或笆斗的两边,两人对立各执一绳,将河水汲入田间。汲筒是用打通竹节之粗大竹杆,相互连接,随地势高下,用木石支架,跨越涧谷,引水入田。龙骨车是用连串的活节木板装入水槽中,上面辅以横轴利用人力踏转或利用牛力旋转,沟溪河水随板导入田中。筒车是利用水力运转的原理,让竹筒取水,流水自转导灌入田,不用人力。
筒车的使用在安康始于南宋郭浩营田时。恒口千工堰龙口下筒车河是郭浩营田时制筒车引水入渠处,故地留“筒车河”之名。在河东岸崖壁上遗有石刻两方,字迹虽已漫漶,但依稀仍可认出“奉檄制龙筒车”、“提水入堰”、“灌田”等字样。
后来发展的高转筒车,王祯《农书》描绘的高转筒车,属于提水机械。以人力或畜力为动力,外形如龙骨车,其运水部件如井车,其上、下都有木架,各装一个木轮,轮径约四尺(明代一尺约合0。32公尺)轮缘旁边高、中间低,当中做出凹槽,更显凹凸不平,以加大轮缘与竹筒的摩擦力。下面轮子半浸水中,两轮上用竹索相连,竹索长约一尺,竹筒间距离约五寸,在上下两轮之间、在上面竹索与竹筒之下,用木架及木板托住,以承受竹筒盛满水后的重量。高转筒车也用人力或畜力转动上轮。绑着竹筒的竹索是传动件,当上轮转动时,竹索及下轮都随着转动,竹筒也随竹索上下。当竹筒下行到水中时,就兜满水,而后随竹索上行,到达上轮高处时,竹筒将水侵泻到水槽内,如此循环不已。带动连成串的小竹筒盛水,沿水槽而上,可在高岸上从低水源地区取水。
南宋以来,筒车在使用过程中不断完善,并渐行推广普及。明、清之际,安康各县都可见到筒车。地方志书多有记载。诸如平利坝河的筒车垭,紫阳县的筒车沟,宁陕县汶水河的筒车湾这些至今沿用的地名,即可探寻到当年的踪迹。在汉滨区迎风乡黄洋河畔,至今仍可看到筒车风姿。它们在喷珠溅玉、浇灌农田的同时,也成了人们旅游观光的靓丽风景。
记载
据记载,这种筒车在唐代已经出现,唐陈廷章《水轮赋》:“水能利物,轮乃曲成。升降满农夫之用,低徊随匠氏之程。始崩腾以电散,俄宛转以风生。虽破浪于川湄,善行无迹;既斡流于波面,终夜有声。”宋梅尧臣《水轮咏》:“孤轮运寒水,无乃农自营。随流转自速,居高还复倾。”《宋史。太祖纪三》:“六月庚子,步至晋王邸,命作机轮,挽金水河注邸中为池。”宋李处权《土贵要予赋水轮》诗:“江南水轮不假人,智者创物真大巧。一轮十筒挹且注,循环下上无时了。
原理
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。筒底所在的外环半径大于筒口所在的内环,由于两者为同心圆,所以在低处时,竹筒盛水(筒口高于筒底),在高处时,竹筒泄水(筒口低于筒底)。可以通过调整水槽的位置和长度,使水槽能够接到更多的水。当筒车旋转太慢,或者提不起水,可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),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。
制作
1、做一个大转轮。
2、在转轮上装一些竹筒,使筒口朝着转轮前进的方向(也就是水流的下游方向)。注意要与筒车的轴呈45度左右的角度,否则,在倒水时,不能倒向筒车的侧边(便于水槽接水的位置)。
3、将转轮浸入水中一定的深度,大约0。8~1。0米。
4、在筒车轴心靠后约1。0米的位置(高度比筒车顶部低一些)装一个流水槽。
分类
水转筒车
利用水力转动的筒车,必须架设在水流湍急的岸边。水激轮转,浸在水中的小筒装满了水带到高处,筒口向下,水即自筒中倾泻入轮旁的水槽而汇流入田。
畜力筒车
畜转筒车立轮上不装水板,而在立轮横轴的一端装一立齿轮。立齿轮旁竖一大立轴,轴上装卧齿轮。立、卧二齿轮衔接,牲口转动立轴,经卧、立二齿轮的转动,使大立轮转动,立轮上的小筒,把水从低处带到高处。
高转筒车
高转筒车是适用于田岸高深情况下的灌溉机具。这种筒车的构造是在岸上和水中各装一个能转动的大轮,水中的轮必须半个轮子浸没在水中。上下二轮间绕以用绳索和小竹筒相间连成的长链环。用水力或畜力转动岸上的大轮,使链环绕上下二轮循环回转。链环上的小竹筒经过水中时兜满了水带到岸上的大轮处,自动倾入水槽里而汇流入田。该种筒车结构巧妙合理,便于灌溉。
分布
中国西南部山丘和西北黄河上中游两岸使用的很多。云、桂、川、甘、陕、粤等地也有使用。
特别值得注意的是唐朝水车已传到日本。829年,日本的“太政府符”专门谈及“应作水车事”,说:“传闻唐国之风,渠堰不便之处,多构水车。无水之地,以斯不失其利。此间之民,素无此备,动若焦损。宜下仰民间,作备件器,以为农业之资。其以手转、以足踏、服牛回等,备随便宜。”这一记载不仅是中日两国人民经济文化交流的绝好证明,也生动说明水车使用已成“唐国之风”,其种类有手转、足踏、牛拉等。
此外,亚太地区一些国家也使用筒车。
相关诗词
唐诗人刘禹锡有《机汲记》加以描述,诗圣杜甫也有“连筒灌小园”的诗句。据《太平广记》记载,唐朝初年,寺庙僧人浇园时,“以木桶相连,汲于井中。”
唐陈廷章《水轮赋》:“水能利物,轮乃曲成。升降满农夫之用,低徊随匠氏之程。始崩腾以电散,俄宛转以风生。虽破浪于川湄,善行无迹;既斡流于波面,终夜有声。”
宋梅尧臣《水轮咏》:“孤轮运寒水,无乃农自营。随流转自速,居高还复倾。”
《宋史。太祖纪三》:“六月庚子,步至晋王邸,命作机轮,挽金水河注邸中为池。”
宋李处权《土贵要予赋水轮》诗:“江南水轮不假人,智者创物真大巧。一轮十筒挹且注,循环下上无时了。”
元代王祯《农书》对筒车有很详细的介绍,且配有图谱。
明王临亨《粤剑编》卷三:“水车,每辐用水筒一枚,前仰后俯,转轮而上,恰注水槽中,以田之高下为轮之大小,即三四丈以上田,亦能灌之,了不用人力。”
中国历史博物馆据陈廷章《水轮赋》和王祯《农书》复原,筒车是利用水力驱动的灌溉工具。水轮上所缚竹筒,低可舀水,高可泻水。
徐来军曾在《调笑令》中说:“翻倒,翻倒,喝得醉来吐掉,转来转去自行,千匝万匝未停。未停?未停?禾苗待我灌醉。”