1、简谈古灌溉工具、水利简谈古灌溉工具、水利 及现代技术及现代技术 一、古代几大水利工程二、古代灌溉工具三、现代的新灌溉技术 水是生命之源，农作物也不例外，水是生命之源，农作物也不例外，作物生长过程中，时时离不开水的作物生长过程中，时时离不开水的摄入。自然的雨雪可以使农作物自摄入。自然的雨雪可以使农作物自动获得水分，但气候并不由人控制，动获得水分，但气候并不由人控制，更多的时候，需要进行人工灌溉，更多的时候，需要进行人工灌溉，这就涉及水的转运，也就需要各种这就涉及水的转运，也就需要各种取水输水的工具，以及对水利工程取水输水的工具，以及对水利工程的需求的需求几大水利工程几大水利工程 你了解吗，有多少
2、农业生产的发展离不开水利工程的兴农业生产的发展离不开水利工程的兴建建 大禹治水的传说，反映了上古时代先民为战胜自然灾害、发大禹治水的传说，反映了上古时代先民为战胜自然灾害、发展生产而兴修水利工程的艰苦历程。展生产而兴修水利工程的艰苦历程。四大水利工程四大水利工程 春秋时期楚国孙叔敖主持修建的芍陂芍陂（4que 1bei）战国时期秦国李冰主持修建的都江堰都江堰 建成于公元前214年灵渠灵渠（秦始皇33年），以西汉的漕渠白渠等水利工程陆续建成的郑国渠郑国渠 芍陂芍陂 灌溉灌溉“云梦之野云梦之野”中国古代中国古代淮河流域淮河流域水利工程，又称水利工程，又称安丰塘安丰塘。位于今。位于今安徽安徽寿县寿县
3、南。芍陂引淠入白芍亭东成湖，东汉至唐可灌田万顷。隋唐南。芍陂引淠入白芍亭东成湖，东汉至唐可灌田万顷。隋唐时属安丰县境，后萎废。时属安丰县境，后萎废。1949年后经过整治，现蓄水约年后经过整治，现蓄水约7300万立方米，灌溉面积万立方米，灌溉面积4.2万公顷。万公顷。期思陂水里工程：据淮南子人间训载孙叔敖曾在今商城境内“决期思之水，而灌雩娄之野。”这项水利工程，不但完工早，而且不论是渠址选择还是地势勘察、水量调节、排洪灌溉诸方面的设计，都达到相当科学的水平。这项水利工程，发挥着巨大的抗旱排涝作用。使楚国“收九泽之利以殷润国家”，水稻种植面积激增，“家富人喜，优赡乐业”，楚庄王由此“知其可以为令尹
4、。都江堰都江堰 使成都平原成为使成都平原成为“天府天府之国之国”。六字炳千秋，十四县民命食天，尽是此公赐予；六字炳千秋，十四县民命食天，尽是此公赐予；万流归一汇，八百里青城沃野，都从太守得来。万流归一汇，八百里青城沃野，都从太守得来。纪念李冰父子的二王庙大殿联变水害为水利，使川西平原成为千里沃野；水利发电，缓解电力危机；美化了环境，促进了旅游业的发展，拉动了四川地区的经济；体现了中国古代劳动人民的辛勤与智慧；被列入世界文化遗产名录，具有较高的精神文化价值。郑国渠郑国渠 天然博物馆天然博物馆是最早在是最早在关中关中建设大型水利工程的，战国末年秦国穿凿，公元建设大型水利工程的，战国末年秦国穿凿，公
5、元前前246年（年（秦始皇秦始皇元年）由元年）由韩国韩国水工郑国主持兴建，约十年后水工郑国主持兴建，约十年后完工。位于今天的完工。位于今天的泾阳县泾阳县西北西北25公里的泾河北岸。它西引泾水公里的泾河北岸。它西引泾水东注东注洛水洛水，长达，长达 300 余里（灌溉面积号称余里（灌溉面积号称4万顷）。万顷）。郑国渠自秦国开凿以来，历经各个王朝的建设，先后有白渠、郑白渠、丰利渠、王御使渠、广惠渠、泾惠渠，至今造益当地。引泾渠首除历代故渠外，还有大量的碑刻文献，堪称蕴藏丰富的中国水利断代史博物馆。现已列入国家级文物保护单位。郑国渠遗址历来享有中国水利史“天然博物馆”的盛誉。它的发现，对于研究中国古代
6、水利方面的成就，具有重要意义。战国末期，在秦、齐、楚、燕、赵、魏、韩七国中，当秦国国力蒸蒸日上，虎视眈眈，欲有事于东方时，首当其冲的韩国，却孱弱到不堪一击的地步，随时都有可能被秦并吞。公元前246年，韩桓王在走投无路的情况下，采取了一个非常拙劣的所谓“疲秦”的策略。他以著名的水利工程人员郑国为间谍，派其入秦，游说秦国在泾水和洛水（北洛水，渭水支流）间，穿凿一条大型灌溉渠道。表面上说是可以发展秦国农业，真实目的是要耗竭秦国实力。灵渠灵渠在在广西壮族自治区广西壮族自治区兴安县兴安县境内，是境内，是世界世界上最古老的上最古老的运河运河之之一，有着一，有着“世界古代水利建筑明珠世界古代水利建筑明珠”的
7、美誉。灵渠古称秦的美誉。灵渠古称秦凿渠、零渠、凿渠、零渠、陡河陡河、兴安运河兴安运河，于公元前，于公元前214年凿成通航，年凿成通航，距今已距今已2217年，仍然发挥着功用。年，仍然发挥着功用。1986年11月，世界大坝委员会的专家到灵渠考察，称赞“灵渠是世界古代水利建筑的明珠，陡门是世界船闸之父。”灵渠联接了长江和珠江两大水系，构成了遍布华东华南的水运网。自秦以来，对巩固国家的统一，加强南北政治、经济、文化的交流，密切各族人民的往来，都起到了积极作用。灵渠虽经历代修整，至今依然发挥着重要作用。是跨越湘江水系和珠江水系的古运河，位于湘桂走廊中心是跨越湘江水系和珠江水系的古运河，位于湘桂走廊中心
8、兴安县境内，与陕西的郑国渠、四川的都江堰并称为兴安县境内，与陕西的郑国渠、四川的都江堰并称为“秦秦的三大水利工程的三大水利工程”。古代灌溉工具古代灌溉工具的进步的进步推动农业生产推动农业生产发展的重要因发展的重要因素素 1戽斗和倒虹吸戽斗和倒虹吸 戽斗是古代最常见的提水器具，在木桶、柳条筐系上戽斗是古代最常见的提水器具，在木桶、柳条筐系上绳子，两人相对而立，用手牵拉绳子，从低处戽水上岸绳子，两人相对而立，用手牵拉绳子，从低处戽水上岸。倒虹吸一类的提水设施在东倒虹吸一类的提水设施在东汉时见于记载。汉时见于记载。2 桔槔（桔槔（jie gao）桔槔始见于桔槔始见于墨子。备城门墨子。备城门，作，作“
9、颉皋颉皋”。是一种利用杠杆原理的取水机械是一种利用杠杆原理的取水机械 它的制作方式是：它的制作方式是：“凿木为机，后重前轻，掣水若抽，数如沃汤。凿木为机，后重前轻，掣水若抽，数如沃汤。”也也就是用一条横木支在木架上，一端挂着汲水的木桶，就是用一条横木支在木架上，一端挂着汲水的木桶，一端挂着重物，像杠杆似的，可以节省汲水的力量。一端挂着重物，像杠杆似的，可以节省汲水的力量。水车的先驱水车的先驱 是民间最早的汲水用具是民间最早的汲水用具“桔槔桔槔”。庄子庄子.外篇外篇.天地篇天地篇中，载子贡南游，反途路过汉阴时，看到一个老丈人辛苦中，载子贡南游，反途路过汉阴时，看到一个老丈人辛苦的抱瓮汲水灌溉，事
10、倍而工半，于是告诉老翁一种省力的的抱瓮汲水灌溉，事倍而工半，于是告诉老翁一种省力的器具，名曰之器具，名曰之“槔槔”。山东嘉祥东汉画像石上的桔槔取水图山东嘉祥东汉画像石上的桔槔取水图 3辘轳辘轳据说早在周朝初期就已有了辘轳。据说早在周朝初期就已有了辘轳。物源物源记载：史佚始记载：史佚始作辘轳。而史佚，是周朝初期的一个史官。到春秋时期，作辘轳。而史佚，是周朝初期的一个史官。到春秋时期，辘轳就已经流行辘轳就已经流行 辘轳是利用轮轴原理做功的机械。用于提取井水的辘辘轳是利用轮轴原理做功的机械。用于提取井水的辘轳始见于汉代，作轳始见于汉代，作“椟栌椟栌”。李斯李斯苍颉篇苍颉篇：“椟栌，三辅举水具也。椟栌
11、，三辅举水具也。”长安三辅长安三辅地区多有地区多有 辘轳的出现，解决了深井的取水问题，标志着人类利辘轳的出现，解决了深井的取水问题，标志着人类利用地下水进入新的阶段。用地下水进入新的阶段。辘轳逐渐成为北方地区使用最普遍的提水机械辘轳逐渐成为北方地区使用最普遍的提水机械 4 4机汲机汲 一种利用滑轮提水的设施，适合远距离高落差一种利用滑轮提水的设施，适合远距离高落差的地方提取河水。的地方提取河水。唐代刘禹锡唐代刘禹锡机汲记机汲记“比竹以为畚，置于流中。中植数尺之臬，辇石以比竹以为畚，置于流中。中植数尺之臬，辇石以壮其趾，如建标焉。索绹以为縆，系于标垂上属数壮其趾，如建标焉。索绹以为縆，系于标垂上
12、属数仞之端；亘空以峻其势，如张弦焉。锻铁为器，外仞之端；亘空以峻其势，如张弦焉。锻铁为器，外廉如鼎耳，内键如乐鼓，牝牡相函，转于两端，走廉如鼎耳，内键如乐鼓，牝牡相函，转于两端，走于索上，且受汲具。于索上，且受汲具。“唐唐通典。兵通典。兵“识水泉、隔山取水、越山渡险识水泉、隔山取水、越山渡险”条也有类似越山条也有类似越山取水设备的记载。取水设备的记载。今人根据文献，绘制出大致形制。今人根据文献，绘制出大致形制。可隔山取水可隔山取水5.水车水车 古代水车是轮转提水机械的统称，按动力分有人力、畜古代水车是轮转提水机械的统称，按动力分有人力、畜力、水力和风力，因为动力装置不同而有不同形制。力、水力和
13、风力，因为动力装置不同而有不同形制。后汉及三国时都有水车发明的记载，唐代水车开始推广应后汉及三国时都有水车发明的记载，唐代水车开始推广应用。用。大和二年大和二年(828)文宗文宗“内出水车样，令京兆府造水车。散给郑白渠百姓以溉内出水车样，令京兆府造水车。散给郑白渠百姓以溉田田”。用人力或畜力的水车称龙骨水车用人力或畜力的水车称龙骨水车利用水流冲动来提水的水车称利用水流冲动来提水的水车称“筒车筒车”龙骨水车龙骨水车东汉时，出现了提水效率更高的翻车。东汉时，出现了提水效率更高的翻车。后汉书后汉书记有记有毕岚作翻车，三国马钧加以完善。翻车又称龙骨水车毕岚作翻车，三国马钧加以完善。翻车又称龙骨水车。是
14、一种刮板式连续提水机械。龙骨水车是我国古代最著名是一种刮板式连续提水机械。龙骨水车是我国古代最著名的农业灌溉机械之一。的农业灌溉机械之一。有效地解决了从低河渠向高田灌水的问题有效地解决了从低河渠向高田灌水的问题 从东汉到三国翻车正式的产生，可以视为中国水车成立的从东汉到三国翻车正式的产生，可以视为中国水车成立的第第一发展阶段。一发展阶段。元代元代王祯农书王祯农书和清代麟庆的和清代麟庆的河工器河工器具图说具图说中关于龙骨车的叙述比较详细。中关于龙骨车的叙述比较详细。它的构造除压栏和列槛桩外，车身用木板它的构造除压栏和列槛桩外，车身用木板作槽，长二丈，宽四寸到七寸不等，高约作槽，长二丈，宽四寸到七
15、寸不等，高约一尺，槽中架设行道板一条，和槽的宽窄一尺，槽中架设行道板一条，和槽的宽窄一样，比槽板两端各短一尺，用来安置大一样，比槽板两端各短一尺，用来安置大小轮轴。在行道板上下，通周小轮轴。在行道板上下，通周由一节一节由一节一节的龙骨板叶用木销子连结起来，很像龙的的龙骨板叶用木销子连结起来，很像龙的骨架一样，所以名叫龙骨车骨架一样，所以名叫龙骨车水力水车水力水车中唐时，已有了水力提水机械的文字记载，最早称之中唐时，已有了水力提水机械的文字记载，最早称之“水水轮轮”、“机轮机轮”。在元代王祯在元代王祯农书农书记载了两类水力提水机械：筒车和水记载了两类水力提水机械：筒车和水车车水车有水转翻车、水转
16、高车水车有水转翻车、水转高车(明代徐光启记做水转筒车明代徐光启记做水转筒车)。(1)筒车筒车 最早的文字记载见于唐陈廷章最早的文字记载见于唐陈廷章水轮赋水轮赋，水轮即为提，水轮即为提水水车，水水车，“鄙桔槔之繁力，使自趋之转毂鄙桔槔之繁力，使自趋之转毂”这标志着水力机械有了新的进展，从人力提水发展为水力提水。这标志着水力机械有了新的进展，从人力提水发展为水力提水。筒车是由竹或木制成的轮形提水机械。竹筒或木筒在水中注满筒车是由竹或木制成的轮形提水机械。竹筒或木筒在水中注满水，随轮转到上部时，水自动泻入盛水槽，输入田里。水，随轮转到上部时，水自动泻入盛水槽，输入田里。水转筒车的水筒与水轮联成一体，
17、既是接受水力的驱动构件，水转筒车的水筒与水轮联成一体，既是接受水力的驱动构件，又是提水倒水的工作构件，其机构简明紧凑，设计构思巧妙。又是提水倒水的工作构件，其机构简明紧凑，设计构思巧妙。(2)水转翻车水转翻车 元代王祯元代王祯农书农书始见记载，动力传动部分与人力、始见记载，动力传动部分与人力、畜力水车相同，出水端有传动轮；进水端位于水下，畜力水车相同，出水端有传动轮；进水端位于水下，为动力轮。水轮有立式、卧式两种，适用于低水头为动力轮。水轮有立式、卧式两种，适用于低水头的水力条件的水力条件 (3)高转筒车高转筒车 水轮愈大，需要的水动能愈大，宋元时大水轮被广泛用水轮愈大，需要的水动能愈大，宋元
18、时大水轮被广泛用在提水机械上。在提水机械上。元代王桢说元代王桢说“此近创捷法，已经较试此近创捷法，已经较试”可见应是当时的可见应是当时的产物，王祯称平江府产物，王祯称平江府(治今江苏吴县治今江苏吴县)虎丘寺剑池安装了这虎丘寺剑池安装了这种水车供水，它的形制种水车供水，它的形制“其高以十丈为准，上下架木，各竖一轮，下轮半在水内，其高以十丈为准，上下架木，各竖一轮，下轮半在水内，各轮径可四尺各轮径可四尺”。高转筒车提水高度可达约高转筒车提水高度可达约30米，水轮直径米，水轮直径1米以上，说明米以上，说明水轮的制作工艺和水工建筑物的修建技术都有相当高的水水轮的制作工艺和水工建筑物的修建技术都有相当高
19、的水平。平。(4)水转高车水转高车 这是一种可以垂直或接近垂直提水的机械这是一种可以垂直或接近垂直提水的机械。王祯说王祯说“(水转高车的制作水转高车的制作)此诚秘术，今表暴之，以谕来此诚秘术，今表暴之，以谕来者。者。”据干祯的记载可以推想它的形制：据干祯的记载可以推想它的形制：“但于下轮轴端别但于下轮轴端别作竖轮，傍用卧轮拨之。作竖轮，傍用卧轮拨之。”主动轮在下端，水流冲动卧轮，主动轮在下端，水流冲动卧轮，卧轮拨动竖轮卧轮拨动竖轮(传动轮传动轮)。王祯又说其构造与王祯又说其构造与“水转翻车无异水转翻车无异”水转高车在元大都水转高车在元大都(今北京今北京)有使用的记载，有使用的记载，“今都城已有
20、高车，用今都城已有高车，用水飞上楼阁，散若雾雨，颇闻费力水飞上楼阁，散若雾雨，颇闻费力”，是用作屋顶降温的一种设，是用作屋顶降温的一种设备。备。风力水车风力水车 明清出现厂风力水车的记载。明清出现厂风力水车的记载。风力水车的动力装置是风帆，工风力水车的动力装置是风帆，工作机的构造与龙骨水车相同。作机的构造与龙骨水车相同。明，宋应星明，宋应星天工开物天工开物：“扬郡以风帆数扇，俟风转车，扬郡以风帆数扇，俟风转车，风息则止，此车为救潦，欲去泽风息则止，此车为救潦，欲去泽水，以便栽种。水，以便栽种。”这类提水机械用于太湖流域排水，这类提水机械用于太湖流域排水，有风就转且可经常工作。清代长有风就转且可
21、经常工作。清代长芦利用风力水车提取海水制盐，芦利用风力水车提取海水制盐，一具风帆可带动两部水车。一具风帆可带动两部水车。现代的一些灌溉技术现代的一些灌溉技术节水之路节水之路一方面一方面 适量灌溉对生产有益适量灌溉对生产有益庄子逍遥游中记载了这样一则故事:帝尧欲让位于贤人许由,说:“时雨降矣时雨降矣,而犹浸灌而犹浸灌,其于泽也其于泽也,不亦劳乎不亦劳乎。”意思是说,如果你如果你(许由许由)主持政务主持政务,当比我优秀。这时我再不隐退当比我优秀。这时我再不隐退,就象天就象天空已降下及时雨空已降下及时雨,而人们仍然在灌溉而人们仍然在灌溉,岂不是劳而无功吗岂不是劳而无功吗?说明人们很早就认识到,作物对
22、水份的需要有阶段性,灌溉并非越多越好。另一方面另一方面农业用水一向是我国的用水大户用水大户,约占用水总量的80%左右。在农业灌溉管理中存在的水费征收难,水资源严重浪费,以及由用水引起种种水事纠纷等问题一直困扰着我国水利科技工作者。我们在研究中利用现代自动控制、射频触发等新技术成功地解决了这一系列问题,使传传统用水管理向现代化迈进统用水管理向现代化迈进 我国已经投入使用的较大型规模的我国已经投入使用的较大型规模的 喷灌技术 四川省岳池县花园镇杨四川省岳池县花园镇杨家坡村的两位农民在蔬家坡村的两位农民在蔬菜集中育苗地利用微型菜集中育苗地利用微型喷灌设施灌溉苗地。微喷灌设施灌溉苗地。微型喷灌可有效节
23、水保苗型喷灌可有效节水保苗还有一些正在进行的还有一些正在进行的 节水灌溉措施真正做到了节水、节时 虽然我们意识到了这一点，并且我们已经在这方面取得虽然我们意识到了这一点，并且我们已经在这方面取得了很大的成功，但是在未来的农业技术发展上还需要加了很大的成功，但是在未来的农业技术发展上还需要加快脚步。快脚步。当然这其中不仅仅是技术问题，跟我们国家现有的农业当然这其中不仅仅是技术问题，跟我们国家现有的农业耕作模式是分不开的。家庭承包制度惠及千家万户的同耕作模式是分不开的。家庭承包制度惠及千家万户的同时，也注定了在农业普及上我们需要有较大的投入、管时，也注定了在农业普及上我们需要有较大的投入、管理力度。理力度。还需要我们继续努力还需要我们继续努力
