【分享】灌溉工具开发脑洞史
3 1595 楼主 发表于 2017-06-19 15:16:56
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据说中国是四大文明古国中唯一延续5000年历史没有中断的国家。确定的是气候是典型的东亚季风气候,年降水量季节分布和地区分布明显;地势大体上西高东低,从青藏高原向东呈阶梯状倾斜,主要江河自西向东流入太平洋;可惜的是领土面积中只有20多亿亩适合农耕。这种特定的地理环境及气候条件决定了灌溉对于经济及社会的重要作用,灌溉文明的发展即是古代中国农业社会的发展。

 从初始版本的农民上线直到现在更新迭代5000轮的农民,都一直向同一个目标奋斗:争取早日躺着把活干了!

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距今3000多年的古人农民,为取水受尽磨难,不管是灌溉还是生活用水,都得一步一个脚印一桶一桶提上来。朦胧中觉得自己命不该至此的原始农民,借助最原始的洪荒之力打开脑洞,发明了一种取水工具名叫“戽斗”。

《农政全书》曰:戽斗,挹水器也……凡水岸稍下,不容置车,当旱之际,乃用戽斗。控以双绠,两人挈之,抒水上岸,以溉田稼。

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看图一秒即可明白,虽然这是一个非常简单的装置,但是在当时这可比一个人傻扛看起来高级多了,并且还促进了与隔壁老王和睦友好的邻里关系,稳定了广大人民群众的革命友谊。

 

到商代的时候,农民脑洞被更新之后,出现了一种更为省力且灌溉效率更高的工具,孔子的弟子子贡还曾向别人大肆介绍此物。

一天,子贡南游楚国,过汉阴,见个老汉抱着个水缸来回浇菜,忍不住吐槽:“现在有个神器,每天可以浇灌上百个菜畦,不费力且效率高,你咋不用?”

老汉抬头问:“什么鬼?”

子贡说:“用木料加工成机械,后面重前面轻,提水就像从井中抽水似的,快准狠,它的名字就叫做桔槔。”

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桔槔利用了杠杆原理制成,杠杆的一端系重物,另一端系水桶,中点架在一支承柱上;汲水时用力向下拉绳,重物上抬,桶进水,待水满,借助另一端重物的力量,轻松将水桶提上来。其主要是为了适应园圃灌溉,一直活跃在北方地区。

 

自桔槔之后,农民伯伯尝到了大大的甜头,坚定不移的贯彻让自己轻松一点,这个世界才会更美好的宗旨,坚决要搞出更快、更高、更强的灌溉工具,更加积极的投入到日益壮大的开脑洞活动中,并且还成立了开脑洞协会。

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随着农田规模变大,脑洞更新后的农民发现桔槔使不上劲了,尤其是对深井的水源无可奈何。为了满足农田灌溉对水资源的进一步需求,开脑洞协会隆重推出新的灌溉神器——辘轳,号称史上最伟大的发明,没有之一。

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辘轳的构造依然使用了杠杆原理,在井上搭一个架子,架子上横一轴,轴上套一长筒,筒上绕一长绳,绳的末端挂一水桶,长筒头上装一曲柄。摇动曲柄,绳就会在长筒缠绕或松开,水桶就会随之吊上或放下。

字不重要,看图☟

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与桔槔的单向用力方式更为进步的是,它是循环复式地用力,并且其力臂大大长于重臂,比较方便省力。明清时,神器再一次升级——畜力辘轳,一次性可盛多桶,提水深度达数十米。

此神器说是最伟大的发明也不为过,不光是在当时受到了广大人民群众的热烈欢迎,成功上位为北方地区最为重要的提水神器。

直到现代,它也被广泛的使用在取水征途上,所以3000年前这个脑洞值得奖励一个大鸡腿。

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由于开脑洞协会的对灌溉神器的大肆宣传,耕种面积越来越多,可能够实现河渠自流灌溉的田地是很少的,大量的田地由于地势高于河流水面而无法得到灌溉。

扛着 “我是一块砖,哪里需要去哪里”的flag,开脑洞协会迅速成立“水往高处流”专案组,尝试解决大面积农田的灌溉需要。于是,水车出现了。

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水车其中一种叫翻车,又称为龙骨水车。利用链轮传动来带动水槽内的刮板翻转从而将低处的水引向高处的灌溉机械,这种提水机械适合于近距离,提水高度在1-2米左右,比较适合平原地区使用,或者作为灌溉工程的辅助设施,从输水渠上直接向农田提水。

依靠人力作为驱动带动翻车工作的人力翻车,有两种,手摇式翻车和脚踏式翻车。手摇式翻车依靠手摇车拐带动大齿轮转动,将水从低处运动高处。

脚踏式翻车利用人脚踩动踏板带动驱动,因为脚的力量远高于手的力量,所以脚踏式翻车省力效率又高。

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 主流媒体对翻车夸赞有加,且微博话题榜常年居首位;粉丝遍布世界各地,邻国粉丝甚至连夜翻墙来给他们点赞,开脑洞协会彻底火了。据说当时女子嫁人的标准就是脑洞一定要大,脑洞小的人注定一辈子打光棍。

 

不巧的是清代蒋炯有首《踏车曲》泄露了天机:“以人运车车运辐,一辐上起一辐伏。辐辐翻水如泻玉。大车二丈四,小车一丈六。小以手运大以足,足心车柱两相逐。左足才过右足续,踏水浑如在平陆。高田低田足灌沃。不惜车劳人力尽,但愿秋成获嘉谷。”就是说,虽然这货浇地浇的好,但是真TM累啊!一天下来,手脚均废,七窍生烟,这庄稼不成都对不起踏板的。

逐渐的人民群众怨声载道,叫苦不迭,更有甚者认为这是反终极梦想的发明。人民群众开始聚众上街游行,要求打倒伪进步的开脑洞协会。

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开脑洞协会意识到事情到严重性,面壁七七四十九日之后,终于大彻大悟。

想轻松找畜生!养畜一日,用畜一生。翻车这么累,何不让牲畜们去干!

 

所以迅速在人力翻车的基础上增加了一套畜力传动装置,牛或驴等畜力拉动水平卧轮旋转,水平卧轮再咬合竖向立轮转动,因竖向立轮与大齿轮同轴就可带动大齿轮、木链轮转动,循环提水。这比人踏效率高多了!

 

后来各地农民的小脑洞还就着地方特色搞的红红火火,在水流落差大的地方有水转风车;在刮大风的地方有风力翻车。

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经过这一役,开脑洞协会又赢回了人民的信任。协会门口每天排着队的送锦旗。

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秉承解放人力的思想开脑洞协会趁热打铁又推出了水车的另外一种——筒车,这是一种利用水流冲力驱动的提水机械,用水力完全取代人力和畜力。

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但是筒车要求相对稳定的水流条件,因此需要修建导流堤、拦水堰等辅助工程设施。竹筒固定排列在水轮上,水轮既是动力机械又是工作机,以水力为动力,冲动水轮自动运转提水。好在结构简单,造价低廉且维修方便,在宋代被人民群众广泛接受,甚至一直延续到现代,是中国农村比较常见的水力提水神器。

 

尽管推出的灌溉神器备受人民群众推崇,但是作为一个有抱负有理想的开脑洞协会,感觉越来越迷茫。他们已经借助了各种能被有效利用的资源,如牲畜、水力、风力等代替人力,但是长久以来农民依然是生活的最为艰辛的群体,甚至还在吃饱穿暖的存活线上挣扎,大部分农民依然是望天吃饭。

 

随着工业革命的发展,人类进入到电气时代,尤其是电动机出现之后,各种解决农民灌溉痛点的机器层出不穷,比如各类水泵、抽水机等。甚至关于农用灌溉还有了正规的的规划设计,积累了一套灌区建设和管理的经验。科技的快速发展让开脑洞协会彻底兴奋了,产品更新换代越来越频繁,机器替代人力越来越彻底,他们预感终极梦想的时刻来临了!

 

可就在这时候,一封红头文件连夜赶来,如何解决本身干旱缺水地区的农业灌溉问题?这是一个他们从来没有认真考虑过的问题。

中国的年降水量地区分布明显,干旱的地方肯定不能像水资源丰富的地区搞漫灌,想来想去他们觉得搞个节水运动,号召干旱地区节约用水。后来发现这根本不能解决问题,干旱地区首先缺水,其次蒸发量大。灵机一动,他们发现降低蒸发量,提高水的利用率是个不错的路子。

 

至此他们举行了史上最大的新品发布会,因为这一次他们因地制宜的推出了更为新颖的灌溉形式——喷灌、滴灌。同时提出了节水灌溉的理念。

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喷灌是利用机械和动力设备,使水通过喷嘴射向空中,以雨滴状态降落田间的灌溉方法。

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比喷灌更黑科技的是滴灌,按照作物需水要求,通过管道系统与安装在毛管上的灌水器,将水和作物需要的水分和养分一滴一滴,均匀而又缓慢地滴入作物根区土壤中。它最突出的特点就是灌溉量小,蒸发损失小。

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这种全新的灌溉形式最吸引人的就是可以控制水量,不产生地表径流和深层渗漏损失,水的利用率大为提高,比漫灌节省水量30%一50%,不但减少了劳动量,还降低了灌水成本。

 

更为人称道的是,这种灌溉形式可以方便地结合施肥,把化肥溶解后灌入灌溉系统,由于化肥同灌溉水结合在一起,肥料养分直接均匀地施到作物根系层,实现了水肥同步,减少人力劳作,大大的提高了肥料的有效利用率。

 

这次新品发布会意味着开脑洞协会从一个仅仅热衷于开脑洞的组织转变成一个致力于先进农业灌溉理念的组织。人民群众又一次被脑洞折服,祖国大地一片欢腾,同时脑洞协会还走出中国,走向世界,与国际接轨,学习别人的先进理念。

 

但开脑洞协会并没有感觉到开心,相反,日益郁闷。5000年来,他们一直改良灌溉工具,为的就是让农民赖以生存的土地有足够的肥力,让农民的腰杆也挺直。但从来没想过他们辛苦发展成现在这般规模的灌溉竟然变成了农民穷困的主要原因,大部分地区仍然采用的大水漫灌导致了土壤盐碱化!

到底是哪里出了错?还是从一开始就错了?遇到过那么多怀疑与否定,这是第一次他们对自己的存在产生了怀疑!

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浇地就是浇灌“地”,浇足水浇够水,庄稼才会长得好!难道这不对吗?

 

他们日夜思考这个问题,发现事实并不是这样。

 

浇地的目的是让庄稼根部获得和保持必需的水量,浇其余地方完全没的必要,浇很深的水更是巨大的浪费。

5000年来他们都是站在人的角度去考虑一切,寻找一切去替代人力,但从来考虑过土地的感受,他们什么时候需要水?需要多少水?


翻过5000年来的脑洞笔记,他们郑重的写上了“灌溉量”三个大字。

对,就是灌溉量的问题。

 

这一次是他们自己发自内心的觉得值得奖励一个大鸡腿的发现,一个质的飞跃。

他们全球招募土地公公,希望与土地公公达成战略性合作,实时滚动播出每一块地每一块庄稼的灌溉期以及灌溉量。

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然后..然后….土地公公不干了!公公是公共的,这个计划需要每一块地每一家都有个公公,公公当然不干了!

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身经百战的开脑洞协会当然不会因为公公摞挑子而惊慌,他们利用现代科技的传感器,打造了一个“人造土地公公”。

形似一个长杆子,插入地下,在不同的土壤深度有相应的传感器,这些传感器会在土壤中监测不同深度土壤水分的变化。如果发现土壤中水分含量减少了,就会自动提示,表示土壤渴了。同时根据耗水量以及作物生长周期、预计降水量计算出灌溉量。

 

顺便为了炫耀他们积攒了5000年的脑洞,特命此物为:智墒!

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产品一推出,土地公公立马收它为徒,赐名“国民公公”,鼓励广大人民群众把它带回家。

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国民公公的出现,开脑洞协会幡然醒悟。他们一直以来只想着改变,却从来没深入的了解过大自然,也没有想过土壤、水、作物、气象、环境有什么更为特殊的联系。

 

想明白这些,下一步他们想做更为宏伟的事情。所有用到人力的地方全由机器取代,机器的操作由大数据做依撑,大数据的来源整合土壤水、作物根系生长、气象、土壤肥力、历史病虫害等一切关联数据。

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 也许有一天当您正吃着火锅满头大汗的时候,手机叮铃铃,一条信息提示您:主人,您的庄稼将在7天后进行灌溉,灌溉量是XXX。请知晓!

亦或者:主人,您的庄稼将在7天后进入收割状态。请知晓!

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当土壤渴了灌溉、当土壤饿了施肥、当土壤病了除害,当庄稼熟了收割打包……这些农民都不用干,农民需要干的就是监视这些替他干活的家伙们有没有偷懒。

 

当然大部分时间是用来躺着,唱唱曲、打打牌、斗斗蛐蛐。

 

这一次开脑洞协会终于可以振臂高呼:广大人民群众终于躺着了!

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5000年来农民的终极理想终于要实现,可是,那会不会很无聊......

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链接阅读:

市场上几种土壤水分监测仪的对比

你看到的智能灌溉可能不是真的智能灌溉!

戏说几种土壤水分测定方法


本贴最后由 官方小马甲 于 2017-07-14 11:46:27 编辑
发表于 2017-06-20 14:09:37 沙发

棒棒哒 棒棒哒

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发表于 2017-07-14 01:39:59 2楼

“我是谁,我从哪里来”那张图的内裤画反了

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发表于 2017-07-14 10:52:37 3楼
回复了2楼 白痴君 的帖子
“我是谁,我从哪里来”那张图的内裤画反了

哈哈哈哈哈 因为他疯了!

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