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(2019-08-23 08:39:02)
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兰州水车金城关黄河风情线 |
分类： 原创散文 |
第五章 费尽周折：水车研发中的创新与艰辛
《甘宁青史略正编》中曾这样记载水车：“至黄河两岸不能开渠之处，又有水车，其车形如车轮，辐二三丈至四五丈不等。轮径小者四五丈，大者八九丈。用二木夹轴，高擎下入河流，上出河干，轮周围斜挂木桶，水激轮转，顺承倒泄，空中高架木槽，承水引入河干，分灌陇亩，计一轮可灌七八百亩，虽系人力，亦一水利也。惜开沟修轮，工料较多，大者动需千金，小者亦数百金。”
乾隆
《皋兰县志》卷五《水利》：“言水利于皋兰，宜莫如黄河者，郡人段续创为翻车，倒挽河流以灌田亩，致有巧思。然有力者自办，无力者官贷。修补之工，无岁无之。遇旱则水落而车空悬，遇涝则水涨而车漂没，必水势得平，车机乃能无滞。所灌半田半园，通计东西夹河滩及南北两岸之上仅二百馀顷，而水之及时与否，不可预定，是所济不普，而利非自然也。”
清代张国常总篡的《重修皋兰志》载：“续里居时，创翻车，倒挽河流，以灌田，致有巧思，沿河农民皆仿效焉。”如此说来，兰州黄河水车的发明创造与制作使用，无疑发端于明代进士、兰州人段续。
据清乾隆时兰州翰林秦维岳《皋兰县续志》载：段续所创制第一辆水车在段家湾，即今东较场北面的黄河南河道旁。明清以来的东教场为军队驻地，故名南河道为教场河。教场河里曾有十辆一组的水车，称为“十辆车”，光绪年间被黄河洪水冲毁五辆，剩下的五辆人称“五辆车”。
它直到上世纪60年代还在倒挽河水灌田。
古往今来，黄河还是兰州两岸人民惟一的取水源。城里人吃水，也依靠黄河。1943年出版的《西北花絮》中说，“水槽穿过城墙，水车与城头并肩。”高入云端的引水木槽，穿越过城市的上空和巍然挺立的城墙，潺潺溪流蜿蜒于古城小巷，四合院里绿意浓浓，高墙深宅繁花似锦。水车、大河、绿地、花园，构成了一幅美丽的都市田园风光。
由于水车的存在，若与国内其他都市相比，兰州古城内外的园林别具一格，四合院更是闹中取静，粗犷中见纤细，颇具金城地域特色。
陆杰仁先生在《兰州历史文化遗存文献检索报告》中指出：“明朝建文元年（1399年），肃王移藩兰州，浚治城池，兴建府邸花园，为兰州大规模刻意造园之始，如凝熙园、莲荡池等园林构筑，既有北方园林粗犷、厚重的风格，将人工景园建筑与自然山水融为一体；又汲取江南园林的纤细、婉约精华，叠石成山、引水为池，筑轩榭以邀月，设亭廊以增媚，所筑花园嘉树成荫、好鸟时鸣，不同程度上体现了中国园林的造园艺术。”
一方水土养一方人。黄河水车能够在这一方土地上巍然挺立，几百年间旋转着，吟唱着，默默地造福于黄河两岸先民，既是上苍的眷顾，又是兰州人民勤劳智慧的结晶。
中华民族在利用自然、改造自然、顺应自然地不断进步中，“天人合一”的哲学思想大放异彩。黄河水车的诞生，恰恰是顺应了“天时、地理、人和”的哲学理念和规律。作为固定在河岸边上的提灌水利设施，与黄河水共生共荣才是它的关键所在。水流的快慢缓急，水位的升降轮回，水量的大小多寡，无一不决定着水车的运转正常与否。而正因为黄河之水流经兰州城中心时，水位相对地稳定舒缓，而且它的流量和流速适中，刚好达到了带动黄河水车的必要硬件，“纯任自然力量之水车，盖不多见”。
如此看来，黄河水车的诞生以及后来大规模地仿制拓展，当是大自然对生活在这一块土地上的先民们慷慨的眷恋和无私的赠与。
特殊的地理环境，决定了特殊的水车模式。特定的人文资源，又造就了崭新的水车形制。一切的一切，似乎在兰州黄河两岸顺理成章地铺展开来，吸引了一批又一批渴望改变命运的先民，虔诚地参与其中。
第一节
水车创制属于独特地域环境中的大手笔
水车是固定在河岸两边的提灌水利设施，它能否充分发挥其自身所具备的基本功能，安全有效的正常运转，造福于人民，是摆在创制者面前首先要考察的课题之一。
黄河水车依靠自然水力的冲击来运转，所以它对来水的流速和流量都有较高的要求，尤其是季节的变化更是重中之重。夏秋两季，雨水丰盈，上游来水量猛增，水车就会抵挡不住激流洪水的冲击力，而散架垮塌；而冬春二季，冬雪稀缺少，春雨贵似油，显而易见，上游来水量大为减少，水车往往悬空于水面数尺之上。以此看来，江河的季节变化，则决定了河水的流速和流量，成为水车成功与否的关键所在。
黄河穿越兰州这座城市中心而过时，它正好达到了一个相对稳定的流速与流量。而这样的天造地设，当是大自然对于这样一座西部高原都市的格外眷顾，给予生活在这片土地上几千年来辛勤劳作的兰州人民的慷慨馈赠。显然，兰州独特的地理环境与水文资源，决定了黄河水车的创制，必然会明显地区别于我国其他地区的水车。河岸的居高临下，而又会引发黄河水车革命性的形制结构之上的横空出世与不同凡响。
黄河水车别具一格的结构系统，是在南方筒车的基础之上发扬光大的。显而易见，它却不是亦步亦趋地简单模仿，而是高屋建瓴一般的大手笔，百尺竿头更进一步地大制作，其结构原理、形势系统及工艺水平大气磅礴，别具风采。纵观华夏大地众多小巧玲珑之千年水车，无一能出其左右。
黄河水车被尊称为“天车”和“神车”，既是物质崇拜，又是宗教信仰，更是神话了的农耕文明的教科书。兰州水车是建立在筒车、翻车基础上新创制的一个独立结构系统，它在制作技艺方面，借鉴和吸取了南方水车制作技艺的精华，受其材料和环境的限制而形成自己独特的结构原理和形式系统。
由于兰州黄河两岸水情岸势的参差不齐，这样各区域之间制作的水车的体态差异很大，一般直径高度约在五、六丈左右，最高的约有八、九丈，极个别的甚至达到十丈左右，体形特别庞大。而水车的基本构件是木质材料，制造一架水车一般有500多个零部件。如果单从水车的称谓上，亦能大致测算出使用木材的多寡来，一般而言，制作一架水车需要的木材大致在30~50立方之间。譬如根据水车直径的大小，水车有十方车、十二方车、十四方车、十六方车和十八方车等。大约需用木材30~50立方。
黄河水车的设计制造，毕竟属于工艺繁复的浩大工程，关乎着农人庄户的切身利益，巨额资金的筹集，确实不是一件容易的事情。所以，在提出水车建设的动议时，选择由谁来建造水车，就是一件值得慎之又慎的大事。当然，这样的选择说起来难上加难，实际上具体操作起来，亦是非常简约，通常是由极少数技艺超群的水车传人——兰州人俗称的“水车头子”，或者称之为“做头”的把式来领衔设计制作。每一个闻名遐迩的“水车头子”，绝非浪得虚名的花拳绣腿，他们所具备的制作水车的独门绝技，一般是以其成功制造的水车，作为广而告之的范例，其麾下聚集的能工巧匠，个个身手不凡，艺高人胆大。
在水车建造工地上，人民会看到这样一个忙碌的场景：河岸上的木匠，十分卖力的的拉着锯来回“嗤嗤”地在扯板，凿木的右手挥斧头、左手紧握铁凿子上下“咣咣”地在凿木铆••••••紧张有序，忙而不乱，一切似乎都在“水车头子”有条不紊地掌控之中。
与此同时，修筑河提、安放水车的基础工程，也在紧锣密鼓地进行中。首先，挖开两道壕沟，用黄河石头依次筑起两道名曰“龙墩”的石坝，再在石坝周围打入柳木桩，固其根本而耐激流冲刷，此谓之水车巷道。其次，在“龙墩”中各砌入两根木质坚硬的名曰“马口”的粗木柱。再次，在“马口”上方安置“托梁”。
等到岸上的木工将水车轮毂全部构件完成后，便进入了安装水车的关键阶段。先是在“托梁”上安装一根直径一米左右、长约三米左右的榆木主轴，车轴支撑着16对大辐条，呈放射状向四周展开；再在“大幅条”之间用48个“开档桄、中桄、收头桄”和128个“蹬弓子”、64个“穿撑”及32个小轮子连接起来。“蹬弓子”形成一个内圆圈；接着在穿撑上装有96个小辐条，外端用数条柳木板条加以固定，形成一个大圆圈，成为“网弦”；然后在大、小辐条上安装64个刮水板，刮板上再安装48个长方形的水斗子（又称“挽子”或者“水桶”）。丰水期间，可挂满64个水斗子，一个水斗子的水，可以倒满一“驮桶”（即解放前毛驴驮水的水桶）。刮板刮水，水斗装水。河水冲来，借着水势缓缓转动着十多吨重的水车，一个个装满河水的水斗被逐级提升上去。临顶，水斗又自然倾斜，将水注入渡槽，一而再，再而三，循环往复，优哉游哉。最后，在水车旁边栽树干作为“莺架”，其上安置承接水斗倒挽河水之“掌盘”，一举两得。末了，栽植一溜顶端分叉的树木，刮去树皮，取弯曲自然之态势，水槽凌空流向岸上水渠，流到灌溉的农田里。兰州水车把各个部件连接起来的“榫铆”工艺，则是它的主要结构方式。
北辰和赵燕林所著《黄河大水车》中做了详尽地记叙：
各种榫铆做法不同，应用范围不同，但它们都具有形体构造的“关节”作用。几十种不同的“榫铆”，按构合作用来归类，大致可分为三大类：一类主要是用作面与面的结合，可以是两种平面的结合，也可以是两条边的拼合，还可以是面与边的交接构合。如“槽头榫”、“企口榫”、“燕尾榫”、“穿带榫”、“扎榫”等。另一类是作为“点”的结构方法。主要用来作横、竖材丁字结合，成角结合，交叉结合，以及直材或弧形材的伸延结合。如“格肩榫”、“双榫”、“双夹榫”、“勾挂榫”、“楔钉榫”、“半榫”、“通榫”等等。还有一类是将三个构件组合在一起并相互连接的构造方法，这种方法除运用以上两类的一些榫铆联合结构外，都是一些更为复杂和特殊的做法。如常见的有“托角榫”、“长短榫”、“抱肩榫”和“粽角榫”等。
兰州黄河大水车以木料为主，整个水车上几乎不使用铁制铆钉，全部采用采用传统建筑工艺中的榫铆结构。仅水车水斗就采用了多种不同的榫铆做法，大小水斗各有特点，大的水斗用完整的木料整体掏挖，其特点十分坚固耐用，杜绝了漏水现象。兰州黄河大水车正是运用了多种木构“榫铆”结构的制造方法，才保证了整个水车的坚固稳定性。
黄河水车除轴承钢圈外，其余全部为木制结构构造，木构件之间全部都是活铆连接，活铆自然非常有利于易损零件更换。值得一提的是，整架水车由72组零部件组合而成，却从不使用一根铁钉。
它是以中国木工传统工艺即榫卯结构制作而成，各个构件的制作和连接，经过极其严格的计算。显而易见，它在制作工艺方面借鉴和吸取了南方水车的诸多优点，再结合黄河堤高岸陡的特点，工艺设计制作别出心裁。水车直径大，其重量随之要增大许多，往往重达数千斤。要完全依靠自然的水力来推动这样的庞然大物，必须增大河流的冲击力。尤其是水车的巷道要充分考虑黄河水势能，结合水车的大小准确测算，在实践中总结出了“金盆卧龙”等水车巷道设计模式。采取的具体措施为：在水车上游修筑扇形坝，拦截汹涌的河水，将它乖乖地逼进河道；在水车底部深掘水车巷，嵌砌硬石，使奔流的河水形成落差，产生极大地冲击力，从而推动庞大的水车吱吱呀呀不断地旋转，倒挽河水，以灌良田。
第二节 水车制作材料的来源
兰州黄河水车制作所需木料，按照当年的运输条件，外运的确不易。段续对水车的最大贡献，则是他因地制宜，就地取材，这样的话，兰州当地出产的槐、榆、柳等木料正好派上了用场。水车的制作成本亦大大降低，也使得更多的农户参与其中，水车的质量和数量都有了突飞猛进的提高与发展。
兰州当地种植的槐树生长缓慢，但材质平直且硬度极高，是制作水车辐条和各种桄的最佳材料；榆树相比槐树而言，生长期更为漫长，虽则外表粗糙，木质坚硬，刮去表皮后密度极高，是制作木轴的最佳材料；榆木相对槐、榆树而言，材质稍轻且硬，力学强度较高，纹理直挺而结构细密，尤其是耐水浸泡，不宜变形，它与南方生长的榉木有异曲同工之妙，所谓“南榉北榆”之誉，一点亦不为过。用榆木制作水斗等零件，可谓“木”尽其才了。
第三节 水车主要机件及零部件的构成
黄河水车属于木制结构，其中主要机件和零部件材质的选择和加工，对于水车机件的正常运转，有着举足轻重的作用。一般而言，水车是由中轴、车轮、引渡和拦水四大部位构成。
（1）中轴是水车的关键所在。它的核心机件是由“水车头子”、“袖筒子”、“马口”、“仰月”和“托梁”等组成。下文分而述之。
水车头子：即水车的大轴，它是一架水车的主体，相当于人的脊骨。假如选材不当或者制作有误，整架水车就有散架继而垮塌的危险存在。水车头子经久耐用，是最基本的工艺要求。制作它时，精挑细选的则是一根直径一米以上、长度在3米左右的榆木。车轴的两端，要套上厚约8厘米、宽约20厘米的铁圈。固定在龙墩之上支撑车轴的是4瓣半月形合成的铁制承托，称之为“仰盂”，因其处在最上层的位置，又叫“仰盂头撞”。
水车的全部重量，都要由袖筒子与仰盂之间的接触面而传递与托梁，所以，仰盂的磨损往往会非常厉害，通常情况下，大约一两年就要置换。
袖筒子：安置于水车头子两端的铁箍，特像过去冬天西北妇人们御寒时手腕上戴的袖筒子。此机件的俗称显然由此而来，形象而生动。一般用生铁铸造而成，每个八寸宽窄，大约七百斤左右，铁箍表面隆起成凸形“轨道”。为防止滑动，轴头外面一般要制成八角形，待铁箍套进轴头时，再钉入几十个三角形的木楔子，紧固好“袖筒子”。兰州的匠人们，又把这种工艺称之为“八卦箍”。
马口：即是托架水车的墩架，分为大马口和小马口，共4根立柱，直径大约为35~45厘米，高度约为直径的一半左右，它状若擎天柱一般巍然挺立，支撑着水车的全部重量。所以，对它的木质要求相当地高，一般要采用枣木或者槐木制作。工匠们把靠向外面的叫大马口，靠向里面的叫小马口，墩架内外用大石头堆砌，来稳固支架。下端嵌砌于“龙墩”之内，上端则支承“托梁”。
仰月：它是用生铁铸造成凹形，每个重约20公斤，镶嵌在大小马口顶部托梁之上的大铁槽。水车架在马口之间，使得袖筒子上的“轧”恰到好处地卡在仰月上的“槽”里面，合辙押缝。
仰月的可爱形状，宛如倒仰起的月牙儿，又名“养育”，显然是取养育芸芸众生之美意。这是水车构件中极具诗意的称谓。“举头望明月，低头思故乡。”
“润油仰月上，水车挽水忙。”这是多么宁静温馨的夜晚，一轮明月，高高地挂在夜空，月光清清爽爽的映照着大地，柔柔地辉映着沃田。一架架水车，“吱吱呦呦”的歌唱着，车水轮起的水珠儿，淅淅沥沥地抛洒着，大珠小珠落玉盘一般。黄河岸边的庄稼地里，禾苗贪婪地吸吮着汩汩流淌地黄河水，浅吟低唱着丰收的喜悦。
给水车轮轴仰月加油润滑，亦是水车运转过程中维护保养的一项重要事项。所谓的“仰月叫水”，则是说明在车水的繁忙季节，一定不能马虎从事的。
托梁：即支撑与托举水车车轴的横梁。一架水车的重量约为10吨左右，只有使用二、三根长约3米的方木层叠制成复梁，才能承托起整架水车。
（2）水车的车轮部位则分为“车辐”、“网弦”、“括水板”、“水斗”等机件。
车辐：即俗称的水车辐条，分为“大幅条”和“小辐条”。大幅条有轴心向四周辐射，两根合成一耦，向内的一端镶嵌于车轴之上，用木楔楔紧，外端的则由网弦连接固定。大幅条由整个圆木制成，根据水车的大小不同，大幅条亦有10~20根不等，而辐条数量的多少，除了考虑水车的坚固耐用之外，还与当地百姓的风情民俗心理讲究有关联。如36根车辐条，是取36天罡之意。两根辐条之间有一米长的“穿撑”连接，并由108根小幅条固定。显然，这是取自36个天罡星、72个地煞星合计108根，正好和四大名著之一《水浒》中的梁山好汉一百单八将相同数目之意。
当然，小型的水车直径小，辐条肯定也没有那么多，只能另找吉利的说辞了。
网弦：即水车车轮最外层的圆箍，是用两道厚2厘米、宽约12厘米材质柔软的白杨木板制作而成。圆箍内用“蹬弓子”
固定，连接的“蹬弓子”成为内层圆圈。钉在大幅条上的两道厚约3厘米、宽约6厘米的木条，用来固定住大幅条的位置，再在上面悬挂36个“刮水板子”，每个挂水板子斜装长约5~6尺的水斗，若挂满则为72个之多。水斗旁边用拳头大小的木楔来固定，老木匠甚至亲昵的还将这种木楔叫“娃娃”。
括水板：亦名排水板，长约1•5米，宽约35厘米，厚约3厘米。括水板铆榫连接在每根大幅条、网弦和蹬弓子中间，用它来悬挂水斗和承受水流的冲击。
水斗：工匠们习惯把水斗称作“桶子”，即用木板制作的方形深桶，斜挂在排水板上。一般而言，小水车大概能挂30~40个左右，中等水车挂50~60个左右，大水车能挂72个之多。
而一架水车的汲水量，则由水斗的多寡和容积大小，以及水车旋转的速度快慢而决定的。一般的水斗口径为20厘米见方，长约150厘米，每个水斗容量约为0•06立方。但是在提灌过程中，水斗往往倾斜损失水量约为三分之一。以水车每分钟旋转两周计算，汲水容量为0•025妙立方，这样的话，悬挂水斗的多寡，会直接影响汲水量的丰盈与欠缺。
（3）水车的引渡部位。主要机件则由“引架垅”、“引架柱”、 “掌盘”、“
鹰架”和“渡槽”组合而成。
引架垅：是用木板加工成大木箱状，安放在引架垅里面，再装上石头，起到固定引架垅的作用。引架垅的多少，则由水车和河岸之上的渠道远近而定夺，距离近则引架垅少，距离远则引架垅多。总而言之，引架垅的多少以湍流急水冲不走为前提。
引架柱：即是固定引架垅的木柱，用来支撑渡槽。
掌盘：即是由木架支托着的来承接水斗倾倒水流的木盘，长约3•5米、宽约70公分。通常安装在靠近水车的第一组引架柱顶端，基本与水车车体平行，每当水车转动汲水时，水斗里水便自动地倾流到木盘里。
鹰架：即支撑掌盘的木架。因为此木架高悬空中，仿佛雄鹰停息的巢穴一般，人们才给它起了这么一个富有诗意的名字。
渡槽：亦名淌水槽，就是连接掌盘引水到河岸之上的输水木槽。它由三块木板钉制而成，呈现凹状，其中一端口大，一端口小，相互连接时以小口一端套在大口之内。渡槽长短不一，以水车距离河岸远近而定，最长的往往有几十米之遥。渡槽下面皆由十数组鹰架支托。
（4）拦水部位由“喇叭口”、“金盆卧龙”组成。
喇叭口：黄河上游来水，夏秋丰盈，冬春则流量较小，而且河岸边基本干涸。为了解决黄河水冲力不足的难题，能工巧匠们在建造水车的过程中，逐步地积累了丰富的施工经验。他们在修筑好水车水道时，还要逆流而上，挖掘一道长约50~100米、宽约2~3米的引水河道，河提要用石头、水泥和沙子砌筑，河道形状好似喇叭一般，小头接入水车巷道，大头直插河心，使滚滚激流按照人们的意愿，乖乖地引入水道，而流水经过人为改造，它向下冲击的力量平添几倍，从而保障水车转动的水力十足。
金盆卧龙：当上游河水通过喇叭口流进水道后，水流明显地加快，当进入水车巷道之后，水流首先会遇到一道“门槛”，向上翻起越过门槛后，紧接着就是一个斜坡，滚滚河水直接冲击水车网弦，从而带动整架水车转动起来，“水车转，水斗满，昼夜不息浇农田”。
所谓的“金盆卧龙”，此乃溢美之辞。“金盆”指的是凹进的水坑，“卧龙”指的是水斗舀水的水车。我们不得不佩服段续，除过他在水车建造中的高超技艺外，此处的设计，亦极为智慧，真乃画龙点睛之妙耳。它足以保证水车无论黄河水丰欠，都能正常运转的首要前提。
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