抗战时期的黄河水车改良
水车曾是黄河沿岸最重要的灌溉工具，其中又以兰州水车最为著名，中外名人多不吝笔墨为其点赞。孟述祖在《西北花絮》一书中写道，江南的手摇水车、脚踏水车、牛挽水车以前全都见过，等全面抗战爆发后流寓兰州，方感慨自己孤陋寡闻：“现在才知道江南仅是中国的一角，从前所看见的只是局部，而且太渺小，西北的水车那才说得上庄重和伟大。”苏联著名新闻电影摄影师、导演罗曼·卡布曼于1938年秋奔赴中国抗战前线采访，他在兰州停留期间夜游黄河，对黄河沿岸的水车印象深刻，其所著《在华一年》一书开篇即将兰州水车与中国古代四大发明相提并论：“在河面上一只夜鸟飞得很低，它那悠长的叫声连同那神奇的巨轮绞水车发出的吱吱声久久在耳边回响……中国人发明了火药、造纸，修建了长城和造出这些轮子。这些巨轮绞水车结构并不复杂，但它是充满智慧的古代技术设施”。
自1942年3月开始，甘肃省政府和中国银行联合组建的甘肃水利林牧公司对黄河水车产生浓厚兴趣，围绕这些“充满智慧的古代技术设施”开展了若干研究和改良工作。
一
甘肃水利林牧公司“深感水车对于甘肃水田占重要地位，故曾详加调查，在甘肃境内共有水车361架，灌田96280亩”。其中永靖县有水车69架，皋兰县有水车203架，榆中县有水车19架，靖远县有水车59架，会宁县有水车2架，景泰县有水车9架。
该公司基于调查资料指出，黄河水车运行时间段因种种原因，并无定数。永靖县之河滩水车每年农历二月底即开始运行，下游景泰县则最迟。参照皋兰县黄河南岸86架水车之资料，转运时间由五月开始至八月末1架，四月初至九月末30架，四月中旬至九月33架，四月至十月末17架，三月中旬至十月末5架。由此可知，黄河兰州段水车自四月份开始运行者约占总数百分之六十，但是甘肃春麦平均在三月中旬播种，四月初已需水灌溉，也就是说，正当黄河兰州沿岸需水浇地时，仍然有百分之四十的水车尚未发挥作用。“若黄河发水稍迟，其情形当更严重矣”“人民咸感水车浇水时间殊无把握，水车之不能大发展，此其原因之一。”
二
除了水文因素导致的传统黄河水车“靠水吃饭”“出勤率”不高等问题外，每年正常运转特别是洪水亦对水车造成不同程度破坏甚至损毁，需要定期进行修理。根据甘肃水利林牧公司调研资料显示，兰州水车修理工程通常分为大修和小修，小修每年一次，时机选在黄河冰消而水车未转之间，其工作包括挖港及车身零星修理。大修十年一次，惟木料应于事先预备，其工作包括大小幅条及水斗之更换，“小修工多料少，大修工料俱费”。论其数量和修理价格，因其损毁程度不同，没有统一标准。值得注意的是，抗战时期甘肃黄河沿岸水车修理资金来源比较普遍地使用了银行贷款。参照中国农民银行历年发放之小型贷款及修理水车数量，可知其大概：1941年度修理4架，贷款额137440元，每架用款33900元，受益耕地1335亩；1942年度修理48架，贷款额924200元，每架用款19250元，受益耕地9765亩；1943年度修理43架，贷款额1092040元，每架用款27800元，受益耕地13453亩；1944年度修理85架，贷款额4066500元，每架用款23900元，受益耕地31241亩。四年间总计贷款修理水车182架，贷款额6220500元，受益耕地55794亩。由上述资料可知，1944年甘肃黄河干流洪水量较大，故水车损毁较多，占全省水车总数23%；其他年份损毁水车年均40架，占全省水车总数10%。
三
摸清了底数，查明了问题，甘肃水利林牧公司技术人员开始着手对兰州水车进行改良。
首先针对兰州水车“唯因构造欠佳，小水时往往不能转动，大水时复多被冲毁”的症结开展攻关。通过模型试验，发现旧式水车存在车轴过大、车身过高等缺点，围绕减少阻力、增加提水高度等目标，为其量身定制了改进工艺。当时适逢甘肃省政府后门处有水车转动不灵，虽经历年修理，未能改善，遂委托该公司设计代修，算是为兰州水车改良练了一次手。
其次是试验新式水车。甘肃水利林牧公司经过实地调研后认为，如果沿袭传统做法，在黄河沿岸新建水车，需要占用土地和开挖干渠，“于经济上不甚合算”，于是启动了水车抽水机试验计划。其原理基于该公司科学测定，兰州水车转动时输出功率通常大于往复式抽水机所需功率，故以水车作为原动力，带动抽水机做功引水上岸，具有提水效率高、提水高度不受水车车径限制、可有效减少漏水等优点，不用电不费油，很环保很绿色。
为节省工料费用，该公司选择兰州十里店达家庄为试验地点。因该处原有水车车墩四座，当时仅安装水车两架，尚余两墩可以利用。经实测，该处黄河水位差为6公寸，可资利用之流量为每秒3立方米，根据水车模型试验结果推测新式水车之全部效率可达43%。预期可以灌溉旱地二百亩并满足十里店军衣工厂和周边村民生产生活用水。
但这种水车抽水机需要对旧式水车结构进行必要修改以安装水泵和输水管，同时所需金属材料较多，为减少造价，技术人员因地制宜提出了土办法加以解决，如进水管可以用当时常见的空汽油桶改造。但是预算仍然高达240万元，地方财政无力负担，该公司原计划向中央申请，但亦无下文。
虽然抗战时期兰州水车的改良计划大多停留在蓝图和试验阶段，但这种创新精神仍然值得后人纪念和传承。正如孟述祖《西北花絮》一书中所言：“今天河山是暂时残缺了，黄河的下游正蒙上了敌寇的黑影……有用的清水自会被无数的水车拯救起来，系留在西北。何况还有无尽的活力，正在以奋斗的姿态溯河而上呢。”
□史勇文/图