筒車(英文名:chinese noria),又稱水輪、天車、竹車,是一種以水流作動力,取水灌田的水利灌溉機械,是一種古老的提水灌溉設(shè)備。按照材質(zhì)分為竹筒車和木筒車兩種。其形狀與紡車相似,以木為輪,輪周綁著許多竹筒,筒車隨水流自行轉(zhuǎn)動,竹筒將水汲到高處。
筒車發(fā)明于隋而盛于唐,距今已有1000多年的歷史,并于唐宋以后普及江南各省以及甘肅省、寧夏回族自治區(qū)。南宋以來,筒車在使用過程中不斷完善,并漸行推廣普及。明、清之際,安康各縣都可見到筒車,地方志書多有記載,諸如平利壩河的筒車埡,紫陽縣的筒車溝,寧陜縣汶水河的筒車灣這些至今沿用的地名,即可探尋到當年的蹤跡。只要有溪河則有筒車。隨著現(xiàn)代提水工具的發(fā)展,筒車逐漸讓位于機械電力和農(nóng)田水泵,到80年代初,筒車減少到了2000多架。筒車出現(xiàn)在唐代許多詩人的作品中,如詩豪劉禹錫《機汲記》中的“比竹以為畚[běn],置于流中,中植數(shù)尺之臬[niè],輦[niǎn]石以壯其趾,如建標焉”,杜甫的詩句“連筒灌小園”等。
筒車有如下優(yōu)點,一是制作簡單,木竹材料可就地取材;二是經(jīng)濟合算,造價低,效用高,比機、電提灌費用低;三是管理方便,易管護,易維修,可滿負荷運行,深受山區(qū)農(nóng)民喜歡。
簡介
據(jù)史料記載
筒車發(fā)明于隋而盛于唐,距今已有1000多年的歷史。
筒車安裝在有流水的河邊,利用水流推動主輪,輪周的小竹筒次序入水舀滿,至頂傾出,接以木槽,導入渠田。這種靠水力自動的古老筒車,在家鄉(xiāng)郁郁蔥蔥的山簡、溪流間構(gòu)成了一幅幅遠古的田園春色圖,為中國古代人民杰出發(fā)明。
原理
竹筒起到了葉輪的作用:承受水的沖力(由水的動能(速度)提供),獲得的能量使筒車旋轉(zhuǎn)起來。并克服筒車的摩擦阻力、以及被提升的水對筒車的反力矩)。
當轉(zhuǎn)過一定角度,原先浸在水里的竹筒(已灌滿了水)將離開水面被提升。此時,由于竹筒的筒口比筒底的位置高(這就是筒口要朝著筒車前進方向的原因),竹筒里會存一些水。
當竹筒越過筒車頂部(此時竹筒開始倒水)之后,筒口的位置相對于筒底開始降低,竹筒里的水就會倒進水槽里。你可以調(diào)整水槽的位置,使水槽能夠接到更多的水。
當你發(fā)現(xiàn)筒車旋轉(zhuǎn)太慢,或者提不起水,你要在筒車上裝一些木板或竹板,便于筒車從水中獲得更多的能量(動能)。你也可以將筒車浸入水中更深一些,來獲得能量(這樣處理,由于竹筒出水時的位置與筒車軸線之間的角度更大,筒口與筒底的高差也更大,能夠使竹筒內(nèi)存下更多的水)。
當水流的速度較低時,竹筒也要相對小一些,否則,筒車從水中獲得的能量有限,不足以克服被提起的水對筒車的反力矩(或者說:勢能)。
如此往復,循環(huán)提水。筒車本身的效率很低,但無需供給動力。
歷史發(fā)展
早在春秋時期就已出現(xiàn)。莊子《莊子》記載的漢陰縣抱翁老人恥用的桔,即是豎于井邊的提水器械。隨著社會的發(fā)展,提水工具的使用越來越被重視,先后又出現(xiàn)了戽斗、汲筒、龍骨車(又名龍骨水車)和筒車。斗是用粗繩縛于木桶或斗的兩邊,兩人對立各執(zhí)一繩,將河水汲入田間。汲筒是用打通竹節(jié)之粗大竹桿,相互連接,隨地勢高下,用木石支架,跨越澗谷,引水入田。龍骨車是用連串的活節(jié)實木板裝入水槽中,上面輔以橫軸利用人力踏轉(zhuǎn)或利用牛力旋轉(zhuǎn),溝溪河水隨板導入田中。筒車是利用水力運轉(zhuǎn)的原理,讓竹筒取水,流水自轉(zhuǎn)導灌入田,不用人力。
筒車的使用在安康始于南宋郭浩營田時。恒口千工堰龍口下筒車河是郭浩營田時制筒車引水入渠處,故地留“筒車河”之名。在河東岸崖壁上遺有石刻兩方,字跡雖已漫,但依稀仍可認出“奉檄制龍筒車”、“提水入堰”、“灌田”等字樣。
后來發(fā)展的高轉(zhuǎn)筒車,王禎《農(nóng)書》描繪的高轉(zhuǎn)筒車,屬于提水機械。以人力或畜力為動力,外形如龍骨車,其運水部件如井車,其上、下都有木架,各裝一個木輪,輪徑約四尺(明代一尺約合0.32公尺)輪緣旁邊高、中間低,當中做出凹槽,更顯凹凸不平,以加大輪緣與竹筒的摩擦力。下面輪子半浸水中,兩輪上用竹索相連,竹索長約一尺,竹筒間距離約五寸,在上下兩輪之間、在上面竹索與竹筒之下,用木架及木板托住,以承受竹筒盛滿水后的重量。高轉(zhuǎn)筒車也用人力或畜力轉(zhuǎn)動上輪。綁著竹筒的竹索是傳動件,當上輪轉(zhuǎn)動時,竹索及下輪都隨著轉(zhuǎn)動,竹筒也隨竹索上下。當竹筒下行到水中時,就兜滿水,而后隨竹索上行,到達上輪高處時,竹筒將水侵瀉到水槽內(nèi),如此循環(huán)不已。帶動連成串的小竹筒盛水,沿水槽而上,可在高岸上從低水源地區(qū)取水。
南宋以來,筒車在使用過程中不斷完善,并漸行推廣普及。明、清之際,安康各縣都可見到筒車。地方志書多有記載。諸如平利壩河的筒車埡,紫陽縣的筒車溝,寧陜縣汶水河的筒車灣這些至今沿用的地名,即可探尋到當年的蹤跡。在漢濱區(qū)迎風鄉(xiāng)黃洋河畔,至今仍可看到筒車風姿。它們在噴珠濺玉、澆灌農(nóng)田的同時,也成了人們旅游觀光的靚麗風景。
記載
唐詩人劉禹錫有《機汲記》加以描述。直至今日,云、桂、川、甘、陜、粵等地仍使用之。此外,尚有“畜力筒車”,依靠齒輪傳動帶動筒車;“高轉(zhuǎn)筒車”,通過兩大輪,將低處之水帶向高處,結(jié)構(gòu)均巧妙合理,為我國古代人民杰出發(fā)明。
宋梅堯臣《水輪詠》:“孤輪運寒水,無乃農(nóng)自營。隨流轉(zhuǎn)自速,居高還復傾。”《宋史。太祖紀三》:“六月庚子,步至晉王邸,命作機輪,金水河注邸中為池。”宋李處權(quán)《土貴要予賦水輪》詩:“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)下上無時了。”
構(gòu)造
筒車是用竹子或木頭制作而成,先做一個大立輪,再用圓木制成滾筒將其架起,在滾筒上安裝幾十根骨架起支撐連接作用,圓輪的周圍還裝有木葉輪和許多中空、斜口的大竹筒。上下各有一個輪子,下輪一半淹在水中,兩輪之間有輪帶,輪帶上裝有很多尺把長的竹筒管。流水沖擊下面的水輪轉(zhuǎn)動,竹筒就浸滿了水,并自下而上地把河水帶到高處倒出。
結(jié)構(gòu)是:以木或竹制成大型立輪1,用橫軸2架起,輪周斜裝若干小木筒或竹筒3,輪的下部浸入水中;水激輪轉(zhuǎn),浸入水中的小筒被水灌滿,當水輪轉(zhuǎn)到上部時,小筒自動將水傾瀉入木槽4中。
分類
一、畜力筒車
依靠齒輪傳動帶動筒車。
二、高轉(zhuǎn)筒車
所謂高轉(zhuǎn)筒車是指其提水高度較一般筒車加大,必須藉助湍急的河水沖動。這種筒車的適用范圍是水很低而岸很高,應(yīng)用其它筒車不可能將水提升到這么高,而應(yīng)用高轉(zhuǎn)筒車時,水的提升高度可以很高。通過兩大輪,將低處之水帶向高處,結(jié)構(gòu)均巧妙合理。
1、高轉(zhuǎn)筒車屬于提水機械,以人力或畜力為動力。
2、高轉(zhuǎn)筒車由上、下輪、簡索、支架等部件組成。
3、下輪有一半埋于水中,汲水高程可達十丈,如兩架筒車配合則可達二十丈。
4、汲水筒長約一尺,以索相連成鏈環(huán)狀,筒的間距為五寸,索鏈用竹制成。從傳動方式看。高轉(zhuǎn)筒車也是鏈傳動的實例。
5、高轉(zhuǎn)筒車以上輪為主動輪,由于動力不同,輪抽部件構(gòu)成有所變化。“所轉(zhuǎn)上輪,形如框制,易繳筒索。用人則于輪軸一端作棹枝,用牛則制作豎輪,如牛轉(zhuǎn)翻車之法,或于軸兩端造作拐木,如人踏翻車之制”。
6、高轉(zhuǎn)筒車是一種具有搬運鏈性質(zhì)的機械,是現(xiàn)代斗式提升機和刮板輸送機的雛形。
7、高轉(zhuǎn)筒車的發(fā)明年代,從文獻考察可推斷在唐朝。唐人劉禹錫的《機汲記》和陳廷章的《水輪賦》都形象地描繪了高轉(zhuǎn)筒車的功能。
三、唐式古筒車
是一種由竹木制成的輪形提水機械。竹筒或木筒在水中注滿水,隨輪轉(zhuǎn)到上部時,水自動瀉入盛水槽,輸入農(nóng)田里。水筒與水輪聯(lián)成一體,既是接受水力驅(qū)動的構(gòu)件,又是提水倒水的工作構(gòu)件,其結(jié)構(gòu)簡明緊湊,設(shè)計構(gòu)思巧妙。這種筒車每小時可輸水0.5個立方米,一個筒車可灌溉2畝農(nóng)田。
制作
1,做一個大轉(zhuǎn)輪。
2,在轉(zhuǎn)輪上裝一些竹筒,使筒口朝著轉(zhuǎn)輪前進的方向(也就是水流的下游方向)。注意要與筒車的軸呈45度左右的角度,否則,在倒水時,不能倒向筒車的側(cè)邊(便于水槽接水的位置)。
3,將轉(zhuǎn)輪浸入水中一定的深度,大約0.8~1.0米。
4,在筒車軸心靠后約1.0米的位置(高度比筒車頂部低一些)裝一個流水槽。
分布
中國西南部山丘和西北黃河上中游兩岸使用的很多。云、桂、川、甘、陜、粵等地也有使用。
特別值得注意的是唐朝龍骨水車已傳到日本。829年,日本的“太政府符”專門談及“應(yīng)作水車事”,說:“傳聞唐國之風,渠堰不便之處,多構(gòu)水車。無水之地,以斯不失其利。此間之民,素無此備,動若焦損。宜下仰民間,作備件器,以為農(nóng)業(yè)之資。其以手轉(zhuǎn)、以足踏、服牛回等,備隨便宜。”這一記載不僅是中日兩國人民經(jīng)濟文化交流的絕好證明,也生動說明水車使用已成“唐國之風”,其種類有手轉(zhuǎn)、足踏、牛拉等。
此外,亞太地區(qū)一些國家也使用筒車。
相關(guān)詩詞
唐陳廷章《水輪賦》:“水能利物,輪乃曲成。升降滿農(nóng)夫之用,低徊隨匠氏之程。始崩騰以電散,俄宛轉(zhuǎn)以風生。雖破浪于川湄,善行無跡;既斡流于波面,終夜有聲。”
宋梅堯臣《水輪詠》:“孤輪運寒水,無乃農(nóng)自營。隨流轉(zhuǎn)自速,居高還復傾。”
《宋史。太祖紀三》:“六月庚子,步至晉王邸,命作機輪,挽金水河注邸中為池。”
宋李處權(quán)《土貴要予賦水輪》詩:“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)下上無時了。”
明王臨亨《粵劍編》卷三:“水車,每輻用水筒一枚,前仰后俯,轉(zhuǎn)輪而上,恰注水槽中,以田之高下為輪之大小,即三四丈以上田,亦能灌之,了不用人力。”
中國國家博物館據(jù)陳廷章《水輪賦》和王禎《農(nóng)書》復原,筒車是利用水力驅(qū)動的灌溉工具。水輪上所縛竹筒,低可舀水,高可瀉水。
徐來軍曾在《調(diào)笑令》中說:“翻倒,翻倒,喝的醉來吐掉,轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去自行,千匝萬匝未停。未停?未停?禾苗待我灌醉。”
參考資料 >