苏全有，李佳骏

(河南师范大学历史文化学院，河南新乡453000)

民国时期，因当时国情的限制，传统翻车与筒车仍然是提水机械的主流。在人们对传统翻车筒车改良的同时，在先进科学技术驱动下，新式的现代提水机械开始出现，这逐步使民国时期的提水机械现代化。目前学术界对民国时期的提水机械缺乏深入的研究，有鉴于此，笔者拟以提水机械的现代化为视点，以民国为视域，梳理史料，并提出自己的看法，以推动相关研究走向深入。

一、翻车

翻车是一种以链传动为主的水车，又称为“龙骨水车”。在历代文献中对翻车多有记载，其中在《三国志·魏书·方技传·杜夔传注》中就认为“翻车”是由陕西扶风马钧所发明:“时有扶风马钧、巧思绝世。傅玄序之曰……居京都，城内有地，可以为园患无水以灌之，乃作翻车，令童儿转之，而灌水自覆。更入更出，其巧百倍于常。”［1］(P807)翻车产生后，经过历代改进，从起初以人力牵引驱动轮轴进行大面积农田灌溉，发展成为利用各种动力驱动的大型农业机械。翻车不仅仅在农业灌溉中使用，也可以作为农田的排涝工具。按照动力的不同翻车分为“人力翻车”、“畜力翻车”、“水转翻车”等。人力翻车是以人力牵引为动力来源，多以脚踏板驱动辊轴，再带动整个机械传动装置，从而达到提水灌溉的目的。其主要构件有“压栏”(人上辊轴做蹬踏劳作时凭靠借力所用的横木栏杆)、“列槛桩”(连接踏板的辊轴)、“行道板”，用来安置大小轮轴。其工作原理是:“在上端大轴的两头，各连接四根拐状脚踏板，作脚踏用，安装在河床岸边竖立的木架之间，人扶着木架，用脚踩动拐木，即可驱动辊轴，再传动机架下与辊轴连接的龙骨板叶沿木槽内往上移动，形成一方方向上连续运动的斗型空间，以此刮水并顺势把水提上岸来，输送至高于河流平面的农田。龙骨板叶绕过上端大轴，又在行道板上边往下移动，绕过下端的轴，重新刮水。”［2］(P168)畜力翻车和水转翻车则是在人力翻车基础上在个别部件进行改变后，用畜力和水力驱动的翻车。

(一)民国时期对翻车的改良

在对翻车改良中，一方面体现为对翻车主要部件的改良。“甘省水利林木公司延聘专家原素欣、周礼两工程师，就其原理从事改良……原用圆木为轴者改用铁轴，闻其灌溉时间，可以延长一倍，为溉水量亦较大于旧车。”［3］这种改良就是对翻车的辊轴材料进行改进，将原来木质材料更换为更加耐用的金属材料，从而增加了翻车的使用寿命。同时金属材料较之木质材料更为光滑，可以有效地减少机械运动所产生的摩擦力，这样使其取水效能大大增加。

在对人力翻车改良中，其着重点是对人力的节省。简单地说就是用最少的人力换取最大工作效率。为此，民国不少发明家便利用物理学的原理制造出比传统水车更为省力的新式水车。“我国翻车，必以数人之力，始能翻动汲水。今易以动滑车，利用其省力，以成工作。此种翻车，名曰滑车新式翻车。”［4］这种翻车原理是将传统的人直接踩踏的踏板，改为由两侧脚蹬，通过踩踏脚蹬拉动皮带，皮带经过两侧动滑轮达到省力的效果，从而将力传到翻车中的辊轴，转动辊轴进行取水。通过利用这种水车，可以节约人力成本，在当时中国缺少先进机械灌溉设备的情况下，这种改良水车也暂时性地满足了农业发展的需要。

(二)翻车在应用中的问题

翻车在农业中起到的是灌溉与排水作用，但是翻车的提水灌溉高度受器械本身条件影响，十分有限。“为沿河的农田灌溉，河岸太高，无法使用龙骨车。”［5］同时翻车在进行排水作业时，受动力的影响其效果不佳。“锦江淘江股份有限公司……即于望江楼畔，河流正中，开始淘掘方式。纵十丈，宽一丈，此系第一步试验。经过五日，约掘十余丈，即侵水甚大，用土法龙骨车四架排水工作，七八九三日中，又加工百名，专往下挖。又深达一丈八尺，纯系砂石派，毫无异状，同时浸水益大，龙骨车四架，实不济事，工作无法推进。”［6］翻车这种传统机械，在民国时期使用中已经明显难以满足需求。

二、筒车

筒车是利用水的机械能冲击水轮转动的提水机械。在水轮的转动过程中，水轮上分布的汲水器随之运动，并依次将水提到高处。唐代在川蜀地区已经开始使用了筒车。筒车其构造可分为以下部分:水轮、水筒、水槽、接水盘及输水槽。其水轮部分由挡水叶板和辐条构成，在轮中贯穿一轴，可将其架在木架或者石墩上。水筒作为其提水装置依照适当角度装在水轮与叶板之间。水槽则是引水至水车，在水流过急时也可对水车起到保护作用。筒车一般都架设在水流较急的河岸一侧，通过各部分受水流冲击而进行提水作业。筒车所提之水都汇集在水盘中，从而通过输水槽流入农田，对农田进行灌溉。

(一)民国时期对筒车的改良

传统筒车因为其动力与提水二部分合为一体的特殊构造，所以其具有自身独特的优点。“构造简单，不易发生障碍，可以就地取材。”［7］简单来说，就是筒车性能可靠，而且建造材料容易筹集，但是传统筒车也有效率低下、马力不足、防洪能力差、易受河流水位变化影响等缺点。因此，针对其缺陷，民国一些水利专家提出了对传统筒车效率问题的改进方案:“增加束水墙翼、弧形潜坝、木质叶板、大环板、水戽环，降低筒车轴承阻力。”［7］这些方法具体来说，就是对筒车在运行中容易漏水的部分进行防止漏水的改良，减少动力的流失。将筒车中部运行过程中的轴承从原本木质材料更换为金属材料，从而减少运行中产生的摩擦力。针对筒车防洪能力差的缺点，也有专家提出更换筒车材料的方法。“现在旧式木质水车，每遇水涨，即有破坏之虞。最妥办法，莫如将水车整个改装为完全金属材料，或只重要部分改用金属做成。再建筑巩固三合土之底脚，虽费用稍大，亦可谓一劳永逸。”［8］用金属材料替换木质材料增加了筒车的抗洪能力，也延长了筒车的使用寿命。

上述是通过对筒车动力与提水这些筒车主体部分的改良，以弥补传统筒车的缺陷。在民国还有人提出对固定筒车的底座进行改进，使筒车可以按水位调节其最佳入水位置，从而来应对水位变化对筒车的影响。《甘肃自动水车改良之商榷》一文就独具匠心地提出:“自动水车之各种缺憾，即因其轴承固定及受水位变动之影响，当可由此推想，在水车之轴承底，装置一部起落机，使其随水位之升降而起落。如是，则可得均一动力之水力，效率自能一致，所增加之利益，岂不更为广大?当装置水车时，须先测其地势，详察该地一年内最高最低之水位与流力，然后再定起落机之升降限度。”［8］这种大胆设想，在理论上可以根除限制筒车运用中的水位变化对筒车的影响，通过对水车受水位限制问题的改进可以有效地提高筒车的工作效率。可是因为当时条件的限制，这种想法未能付诸实际。

(二)筒车在应用中的问题

筒车作为依靠水力推动运行的灌溉农机，它的工作效率受其马力影响，而马力不足一直是筒车在实际运用中的问题。“因提水与动力二部定为一体，筒车之直径，必须随提水高度而增减，致体积、重量、材料等等问题相继而生，结果每具之马力，大受限制。如水力较丰，或田亩较多，势需增加数目，颇不经济，若遇地形限制，不能任意增加数目，则牺牲尤大。”［7］对于筒车来说，主要是水的流速影响其马力，但是筒车的自重等方面也是影响其马力的因素。同时，筒车在建造中为了保证马力其自身建造成本也是重要的影响因素。因此，筒车的马力一直是应用中未能解决的问题。

三、新式提水机械

水车在民国时期使用十分广泛，但是作为一种传统的古代农机，在农业生产使用中也面临一些难以解决的问题。因此，民国时期出现了一些比传统翻车和筒车更为现代化的提水工具。

(一)人力与畜力吸水机的使用

随着科学技术的进步，翻车和筒车在使用中的缺陷越来越明显，因而新式的提水机械应运而生，利用人力与畜力的简易吸水机就是其中主要的代表。这种机器，设计简单，造价较低，坚固耐用，很适合当时农村灌溉使用。“河南省政府建设厅为振兴农业……乃饬农工机械制造厂努力研究，几次改造，是制成杠杆式出力双缸吸水机，使用便利，坚固耐久，节时省工、便利农民，较之复杂贵重之机器，适于农民者多多矣。”［9］“川人样德明君，鉴于我国农村，向以每遇旱灾，致甚或颗粒无收为苦!为减少此项重大损失，经多年之悉心研究结果，得创制简易吸水机一种。其构造纯用吸水原理，所收功效甚大。兹举其三大特点:一为制造经济、二为节省人力、三为随处使用，不限地区。”［10］吸水机的功效也有其独特之处。“凡水平面不低于地平面二丈八尺以下只井，或河池塘坑，均可用以吸水灌田，一畜曳之，旋转自如。每转之出水量，自三十六方公寸至五十方公寸，每日灌田面积，可达六亩之多，一经试验，成效即著。”［9］这种简单的吸水机与传统水车相比具有制造经济、节省人力、使用方便、功能齐全等显著特点。对吸水机的使用可以有效弥补水车的不足，为民国时期的农业生产提供有效的帮助;在缺少大型先进灌溉机械的情况下，逐步地替代着传统水车的作用。

(二)现代化的提水机械

除了简易畜力和人力吸水机，在民国时期现代化的柴油和电动抽水泵也开始使用。这些大型提水机械的使用丰富了民国时期的提水机械设备。“水泵(俗称抽水机或抽水帮浦)是用来灌溉农田的，他们制造的有两种:一种是5［吋］出水口径，用15［马力］电动机(俗称电滚子或马达)带动的，性能是每小时可抽水140［吨］，利用井水或河水灌溉10［吨］以上的农田，另一种也是用15［马力］带动，4［吋］出水口径的，但能汲水至水塔中，或灌溉高坡田地(即俗称岗地)，每小时可打水100［吨］。”［11］这些现代化的提水机械与传统古老的提水机械相比，在效率上有了质的飞跃，其所能达到的效果是传统机械无法达到的。不过，这些机械造价较贵，基本上不能在农村广泛使用，多是由政府统一管理，在遇上灾荒时统一使用。“江西省政府为整理旱灾抽水机起见，特订定本办法大纲。凡各县已发抽水机，除已经合作社领用者外，一律责成该县政府负责运交由水利局保管，如须修理者，其修理费用由所属县政府担任。”［12］这些现代化的机械因为成本与技术等原因影响，在民国时并没有被大范围推广使用，只是在部分地区由政府安排进行抗灾作业。尽管如此，这些现代机械的出现与使用，却是民国提水机械逐渐现代化的亮点。

民国时期因为对提水设备的现代化需要，政府与各界人民都极为重视提水设备发展，并且通过不懈的努力对传统翻车和筒车的不足之处进行了较为有效的改良，可翻车与筒车毕竟属于古代科技的产物，在对机械效率要求不断提高的情况下，它们已经不能适应时代要求。吸水机的诞生，在提水排灌上逐步取代了它们的作用，再随着柴油机、电动机的发明、发展与运用，现代化的大型提水机械也开始使用与出现，民国时期的提水机械因此逐步走向现代化。

［1］［晋］陈寿．三国志(卷29)［M］．北京:中华书局，1974．

［2］王浩滢，王琥．设计史鉴·中国传统设计技术研究·技术篇［M］．南京:江苏美术出版社，2010．

［3］明剑．西北水车之改进［J］．国讯，1942(315)．

［4］汪珍．用滑车改良新式翻车图说［J］．安徽实业杂志，1919(28)．

［5］机垦动能［N］．机垦通讯，1948(14－15)．

［6］飞宇．望江楼畔掘金记［N］．申报，1939－06－11(3)．

［7］刘石卜．筒车与新式筒车［J］．水工，1945(2)．

［8］刘振声．甘肃自动水车改良之商榷［J］．建设，1933(民国二十二年十月至二十三年六月汇刊)．

［9］会真．河南之畜力吸水机［J］．科学的中国，1936(11)．

［10］佚名．简易吸水机之创制［J］．西南实业通讯，1943(3)．

［11］贝恒．介绍华北农业机械厂［J］．科学画报，1949(10)．

［12］整理旱灾抽水机办法大纲［J］．农村合作，1935(5)．