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  1. 古代人是怎么从井中提水的?

古代人是怎么从井中提水的?

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北宋中期后川南地区出现了卓筒井。卓筒井是一种小口深井,凿井时,使用“一字型”钻头,***用冲击方式舂碎岩石,注水或利用地下水,以竹筒将岩屑和水汲出。卓筒井的井径仅碗口大小,井壁不易崩塌。古人还将大楠竹去节,首尾套接,外缠麻绳,涂以油灰,下至井内作为套管,防止井壁塌陷和淡水浸入。取卤时,以细竹作汲卤筒,插入套管内,筒底以熟皮作启闭阀门,一筒可汲卤数斗,井上竖大木架,用辘轳、车盘提取卤水。 卓筒井的出现,标志着中国古代深井钻凿工艺的成熟。此后,盐井深度不断增加。清道光十五年(1835年),四川自贡盐区钻出了当时世界上第一口超千米的深井--燊(shēn)海井。跟现代石油钻井的方式差不多。《探索 发现》中介绍过。

鹤式起重机原理,鹤式起重机原理图
(图片来源网络,侵删)

答:主要有滑车和辘轳,如下图

滑车

辘轳

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我国古籍中未见有“地下水”一词,但根据古文献记载和考古发掘证明,我们的祖先早在六七千年前就能利用地下水了。

相传我国人民在黄帝时代就懂得凿井取水了。浙江省余姚县河姆渡新石器时代遗址所发现的一口水井,是迄今我国发现最早的水井,这个竖井四壁有由四排木桩组成的方形桩木墙,排桩内顶套着一个方木框,以防排桩向里倾塌,反映出当时建井所***用的方法已相当科学,曾为后代广泛沿用。从尧时民歌中有“凿井而饮”的词句看,最早凿建水井的目的,主要是为了供人们饮水用。

据先秦文献《世本》记载:“汤旱,伊尹教民田头凿井以灌田。”在陕西沣西张家坡西周遗址中,发现8口水井,有的深达9米以上,形状有长方形和椭圆形。说明这个时候,人们已开始利用井水来灌溉农田了。

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战国时期开凿水井就更加普遍。这个时期还出现了陶井,这标志着我国古代凿井技术又有新的创新。陶井井圈与井壁之间用土或碎陶片填实。施工方法与现代修建桥墩时***用的沉井法相似,这是施工技术的一个创造。此种水井除供饮用外,还供手工业用水。西汉以后,水井多为砖砌,井筒从下向上逐渐缩小,成梯形,井口较小,加盖,注意了安全卫生。

与凿建水井技术的不断提高相适应,提水用具也有逐步的改进和发展。起初是在绳索或长杆上系上汲水器具,放入井中提水,约在春秋时发明了用简单的杠杆器械的提水工具桔槔。之后,又有利用轮轴制成的辘轳和滑车提水工具的出现。

从井中提水主要有三种:

1.直接用绳子系水桶往井中提水使用,虽简单直接,却十分费力,效率不高。

2.使用桔槔,利用杠杆原理,提水高效而省力,多用于农业灌溉。

3.使用轱辘,多用于生活用水。附图。


古代利用人力、畜力、风力、水力由低处提水向上的机械。如桔槔、辘轳、翻车、 筒车、 戽斗、刮车等。桔槔是利用杠杆原理的人力提水机械。横杆的一端系提水桶,用手操纵横杆另一端的升降以取水(图1)。先秦对桔槔已有文字记载。类似桔槔的提水机械还有鹤饮。辘轳则是利用轮轴原理的起重机具,多用于汲取井水。其构造是在井上安置带有水平转轴的支撑架。转轴一端装有曲柄,转轴上缠有绳索。绳索下端系有水桶。用人力或畜力转动曲柄,即可自井中提水(图2)。先秦对辘轳已有文字记载。翻车即今之龙骨水车。其结构是:用木板做成长槽,槽中放置数十块与木槽宽度相称的刮水板(或木斗),刮水板之间由铰关依次联接,首尾衔接成环状。木槽上下两端各有一带齿木轴。转动上轴,则带动刮水板循环运转,同时将板间的水体自下而上带出(图3)。翻车在东汉中平三年(186)已见记载。和翻车结构类似的还有汲取井水的井车。翻车可以用人力、畜力、风力和水力驱动。筒车是一种轮式水车,多为水力驱动。其构造是:在水流急湍处建一水轮,水轮底部没入水中,顶部超出河岸,轮上倾斜绑置若干竹筒。水流冲动水轮,竹筒临流取水并随水轮转至轮顶时,将水自动倒入木槽,再流入田间(图4)。筒车在唐代已有文字记载。王祯《农书》上还记载有高转筒车,可提水十丈以上。其形制与圆轮形筒车有较大差别,而与翻车相近。黄河流域筒车多为木质,长江以南的筒车多为竹质。戽斗是两边各系有两根绳的小桶,两人同时操作,可以提水至高田。其提水高度一般较低(图5)。刮车则是一个转轮,轮直径约5尺,轮上幅条宽约6寸,用人力摇动转轮,可将水刮上(


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