在河網密布的平原地帶,農作物的灌溉無需過于費時費力,而坡地或遠離水源之地,如何引水灌溉田地成為亟待解決的難題。
在春種夏耘、秋收冬藏的長期農業生產中,勤勞聰慧的古代勞動人民依靠自身的勞動實踐,發明了早期的汲水農具。
西周桔槔、轆轤的出現滿足了農田灌溉對水資源的基本需求。
而為進一步滿足對農業用水的需求量,在前人的基礎上,我初步有了一種更高效的提水灌溉機械的想法——翻車,即龍骨水車。
在人們的心中,龍王是江海之主,它能興風作雨,保佑一方風調雨順。
故這種提水設施設計為形似龍骨狀,故名“龍骨水車”。
龍骨水車是從戽斗提水發展而來的,所以龍骨水車又叫“戽斗”。
信的最后,我會附帶一份粗畫的一幅設計圖。
拿到設計圖后工部的匠人們可根據實際情況更改,以方便做出能用的實物。
我這里就先簡單地介紹一下,木龍骨水車的構造:“……車身用板作槽,長可二丈,闊則不等,或四寸至七寸,高約一尺。……人憑架上,踏動拐木,則龍骨板隨轉循環行道板,刮水上岸。”
龍骨水車車身是長形的木板槽,二丈長度,可寬可窄,分別安置大齒輪和小齒輪(鏈輪)。
槽中架設行道板一條,長度比槽板兩端各短一尺(合今33),用以安裝大小木輪,行道板是由刮板逐節用木梢子連接起來的,猶如龍的骨架,由人力驅動上端的大輪軸帶動刮板,將水刮到木槽上端連續不斷地流入田間。
木龍骨水車的工作原理為:“翻車,設機車以引水;渴烏,為曲筒,以氣引水上也。”
木龍骨水車的提水原理,主要是以鏈傳動來實現運動的傳遞,實質上相當于刮板式輸送機。它能做到連續的液體輸送。
就傳動機構而言,它的鏈條(龍骨)與鏈輪(大輪、小輪)的嚙合,不是通過鏈孔,而是通過鏈節(龍骨節)上的凹槽與輪齒的配合。
這種嚙合方式不降低鏈節的強度,簡化了結構和制作方法,適合于木制零件的特點。
在下預估它的提水能力初步應該為:
“……大抵一人竟日之力,灌田五畝,而牛則倍之……數尺之車,一人兩手疾轉,竟日之功,可灌二畝而已。”
“龍骨之制,日灌水田二十畝,以四三人之力,旱歲倍焉,高地倍焉,駕馬牛則功倍費亦倍焉。溪澗長流而用水,大澤平曠而用風,此不勞人力自轉矣。”
其對農田灌溉將起到事半功倍的效果,必會為勞動人民減輕農作負擔。
木龍骨水車的使用方法一般分兩種。一是“踩水式”;二是“拉水式”。
“踩水式”主要使用于在江南地區。
江南地區用木龍骨水車提水是在車水壩上栽下兩根直木,再用一根圓木橫固定在兩根直木上端。
水車放在壩上固定,框架高低要與人車水適度。車水人扒在橫桿上用腳踏在車打滾頭拐軸的踩板上往左右蹬,使水車八頁卡住龍骨頁板不斷地往下循環轉動,龍骨上的水頁板便將水往上提,車水人很不費力,即稱為“踩水”。
但這種車水位置是固定的,不能移動。車身比區內的稍長些,揚程較高。
而為西南地區設計使用的木龍骨水車,雖然是人力提水,因其車身短,只有3長,可以方便移動,但揚程低,僅在1左右。
如水車肋檔(從尾樁算起),在提水河塘中只淹上第一根車身肋檔,水車斜度陡,提水量就小,很吃力。
如河塘水平面淹上水車肋檔三、四根時,水車坡度平,提水量大,很不吃力。
區內使用的木龍骨水車拉水灌田,這是一項笨重的體力勞動。
勞作時,男性要把整張車水掂上肩扛到很遠的田溝邊車水灌田,與江南地區不同是用手拉,不用腳踩,叫“拉水”。
它是用一對叫“把涉”的竹棍套在大滾頭軸的拐子上扯動,車廂里的龍骨頁板把水從河塘里提到田中。</p>