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古老的提水设备

2021-01-10霍菲菲

军事文摘·科学少年 2021年12期
关键词:汲水竹筒圆环

霍菲菲

筒车是千百年来山地农业灌溉工具中一种古老的提水设备,它以水流作动力,取水灌田。筒车发明于隋而盛于唐,距今已有1000多年的历史。大大小小的筒车搭建在郁郁葱葱的山间河畔,构成了一幅幅有生活气息的田园春色图。

筒车之妙,妙在用水。筒车的水轮直立于河边水中,轮周斜装若干竹木制小筒,最多达42个。筒车的小筒承受水的冲力,获得能量使筒车旋转起来。当转过一定角度,浸在水里的竹筒已灌满了水,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,在高处时,竹筒泄水,接以若干木槽,导入田地。

古代筒车由三部分组成,分别是动力部分、汲水部分和水槽部分。动力部分包括两个大圆环、圆环上呈放射状排列的多根细圆木及两圆环间起支撑作用并承受水力冲击的多块受水木板组成;汲水部分包括多个大小一致的竹筒,竹筒均匀分布在水轮上,竹筒与水轮间以绳索相连,可以根据需要调节竹筒的角度;水槽多为长方型,主要用于收集竹筒内的水。

筒车旋转太慢怎么办?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动能,也可以将筒车浸入水中的位置更深一些。当水流的速度较低时,竹筒容量也可以制作得相对小一些。

筒车的架设有怎样的环境要求呢?筒车的大小受到河岸高低以及河流水力大小的影响。因此,筒车架设必须满足两个技术条件:首先,筒车转轮必须高于河岸,才能将水送到高处的水槽中;其次,筒车要架设在水流落差较大处,才能有足够的水力冲击使筒车正常运转。

古代筒车的材料在选用上遵循“就地取材”的原则,多采用山区盛产的竹材和木材。筒车水轮及支架一般用木材制作。木材加工快速便利,有强度和韧性,抵抗冲击力也较强。竹筒一般用竹子制作,竹材形体细长、内中空,符合设计要求。不论木材还是竹材都具有天然花纹,色泽自然好看,具有一定的美学特性。

唐陳廷章在《水轮赋》中这样描述,“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。”水流冲击时的巨大响声、筒车上汲水竹筒中水流下泄的“哗哗”声,以及筒车水轮转动的“吱呀”声互为唱和,构成了一首美妙的交响乐曲。

在中国科技馆的“华夏之光”展厅,就有筒车这一展品演示筒车提水过程。对筒车感兴趣或喜爱中国古代农业灌溉知识的同学,欢迎来一睹筒车的风采哦!

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