公元前30年左右，中国与希腊在水力应用方面几乎同时起步，其技术完备，种类繁多，应用普及。中国古代有代表性的水力机具为水碓、水磨、水排、筒车和水转纺车等。

水碓

用水力驱动的杵舂，有去除谷壳、麦壳和捶纸浆、碎矿石等用途。东汉初年桓谭在其所著《新论》中提到，比之人力杵舂，“役水而舂，其利乃且百倍”。魏晋时期水碓已广泛应用。西晋权贵王戎有水碓40处，石崇有30处。水碓的传动方式是由水流冲动水轮，轮轴上的短横木拨动碓梢，碓头即一起一落舂捣。东晋学者杜预作“连机水碓”，即一个水轮带动几个或十几个杵舂。《王祯农书》将水碓称作机碓。水流自上冲动水轮者称作“斗碓”或“鼓碓”，自下冲动水轮者称作“撩车碓”。另有一种称作“懒碓”的（图1），碓梢为能容水二三十斤的碗形容器。引水注入碗内，注满时即将碓头压起，碗中的水也同时泄空，碓头随之自动落下，成为一舂。如此循环往复。

水磨

用水力驱动的磨。古代北方又称水硙，在魏晋南北朝时期已见记载。公元5世纪末南齐祖冲之曾造水碓、水磨。公元6世纪初北魏崔亮曾在洛阳附近“堰谷水，造水碾磨数十区，其利十倍，国用便之”。

《王祯农书》对古代水磨的传动方式有详细记载（图2）。其水力传动部分有卧轮式和立轮式2种。一个立轮带两磨的装置称为立轮连二磨。最多的有一立轮带动3个齿轮，每一齿轮带动1盘大磨，大磨再各带动2盘小磨，合计一个立轮带9盘磨，称作“水转连磨”。还有二船并联，中间安置立轮，两船各置一磨的，称“活法磨”，唐代又称“浮硙”，后代也叫“船硙”。

图1 水碓图

图2 水磨图

（a）水磨；（b）连二水磨；（c）水转连磨

图3 水排图

图4 筒车图

唐代水磨使用很普遍。关中地区的郑白渠上有许多属于王公贵族的水磨。大历十三年（778年）因水磨、水碾太多，妨碍灌溉，曾一次毁掉水磨、水碾80多座。北宋时期在今河南、山东、安徽等地修建有大量水磨，除磨面外，也用来磨茶。绍圣四年（1097年）“于长葛等处京、索、

古代还有水砻、水碾，其传动装置与水磨类似。砻是用来破除谷壳的。砻的上盘较磨轻，可与磨互换，多用木料制成。碾是用来去除米糠的。一个水力装置同时带动磨、砻、碾者，王祯称它为水轮三事。

水排

中国古代水力驱动的冶炼鼓风机。最早的记载是后汉建武七年（公元31年）南阳太守杜诗“造作水排”。其传动结构是利用水流冲动圆轮运转，通过连杆带动鼓风机，向冶炼炉鼓风（图3）。三国时期监冶谒者韩暨曾加以推广，“因长流水为水排，计其利益，三倍于前”。中国发明和使用水排的时间，比欧洲早1 000多年。和水排机械结构类似的是加工面粉的“水击面罗”。王祯说，“水击面罗”可以和水磨共同联结在一个水力转轮上，“筛面甚速，倍于人力”。

筒车

轮式提水机械，多用流水驱动（图4、参见彩图Ⅳ—38），也有的用畜力驱动（图5）。其结构是，在水流急湍处建设带有挡板（又称受水板）的水轮。轮轴固定在两边立柱上。水轮顶部高于河岸。四周倾斜绑扎若干竹筒。水流冲击受水板，带动水轮绕轴转动，底部的竹筒临流取水，随轮转至顶部并自动将竹筒中的水倒入木槽，实现提水的目的。筒车至迟在唐代已发明。陈延章有《水轮赋》，描写筒车的结构和功用。宋代，筒车已普及到今浙江、江西、湖南、广东、广西等地。南方的筒车多为竹制，北方筒车多为木制。今甘肃、宁夏黄河沿岸仍有大型筒车使用。《王祯农书》上还记载有高转筒车，可提水10丈以上，其形制与圆形筒车有较大差别，而与翻车（龙骨水车）接近。它有上、下两轮，直径各约4尺，两轮间有竹索联系，竹索上捆扎取水竹筒若干。转动上轮带动竹索和竹筒运转，达到提水的目的。其动力多为畜拉或人踏。

Ⅳ—38 筒车

李春生摄

水转纺车

中国古代以水驱动的纺织机具。纺车部分与人力纺车一样，用水力作为动力。古代的大纺车长2丈多，宽5尺左右，宋元时用来纺

用来车水灌溉的有水转翻车、高转筒车等。用于粮食加工的有水磨、水碓等。用于鼓风冶炼的是水排。用于纺织的就是水转纺车。

图5 驴转筒车图

图6 水转纺车图