據(jù)《重修皋蘭縣志》記載,是由明代蘭州段家灘人段續(xù)所創(chuàng)。"續(xù)里居時,創(chuàng)翻車,倒挽河流,以灌田,致有巧思。船河農(nóng)民皆仿效焉。"段續(xù),字紹先,明嘉靖二年進(jìn)士。他在出任云南道御史期間,對當(dāng)?shù)氐耐曹嚠a(chǎn)生了濃厚的興趣,于是就派人繪成圖樣,保存在身邊。后來因?yàn)樗诔⑹枳嗾撌芦@罪,被貶為河南郾城縣縣丞,又遷為杞縣知縣。在此期間,由于他革除積弊卓有政聲,又被擢升為湖廣參議、密云兵備副使等。晚年回歸故里,致力于水車的仿制,經(jīng)過多次反復(fù),終于在嘉靖三十五年(公元1556年)獲得成功。
公元1556年,段續(xù)借鑒云南通河的筒車灌溉技術(shù),在蘭州創(chuàng)制了適合于本地的水車。開始架設(shè)在現(xiàn)今廣武門外的黃河北岸。以后又在現(xiàn)今鎮(zhèn)原路北口架設(shè)了三輪,以灌溉附近的六百年多畝菜畦果園。"水車園"這個地名即由此而來。
黃河水車?yán)盟鳑_力工作,成為一種廉價高效的灌溉工具。水車小者直徑十七八米,大者二十多米,有單輛車、雙輛車和多輛車等類型,一輛水車可灌溉農(nóng)田七八百畝。明末以后,大水車在黃河流域的皋蘭、白銀、涇川、平?jīng)?、銀川及陜西得到了廣泛使用,促進(jìn)了這些地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。
蘭州市地處亞歐大陸腹地,具有帶狀盆地城市的特征,干旱少雨。黃河自西向東穿城而過,河面距地面有十多米至二十多米落差,由此帶來豐富的天然水力資源。蘭州水車是一種利用黃河水流自然的沖擊力的水利設(shè)施,水車輪幅直徑達(dá)16.5米,輻條盡頭裝有刮板,刮板間安裝有等距斜掛的長方形水斗。水車立于黃河南岸,旺水季利用自然水流助推轉(zhuǎn)動;枯水季則以圍堰分流聚水,通過堰間小渠,河水自流助推。當(dāng)水流自然沖動車輪葉板時,推動水車轉(zhuǎn)動,水斗便舀滿河水,將水提升20米左右,等轉(zhuǎn)至頂空后再傾入木槽,源源不斷,流入園地,以利灌溉。這種通過水車轉(zhuǎn)動,自動提水灌溉農(nóng)田的水利設(shè)施,是古代的"自來水工程"。
與南方的龍骨水車不同,蘭州水車酷似巨大的古式車輪。輪幅半徑,大的將近10米,小的也有5米。輪輻中心是合抱粗的輪軸,輪軸周邊裝有兩排并行的輻條,每排輻條的盡頭裝有一塊刮板,刮板之間掛有可以活動的長方形水斗。輪子兩側(cè)筑有石壩,其主要用途,一是為了固定架設(shè)水車的支架,二是為了向水車下面聚引河水。水車上面橫空架有木槽。水流推動刮板,驅(qū)使水車徐徐轉(zhuǎn)動,水斗則依次舀滿河水,緩緩上升,當(dāng)升到輪子上方正中時,斗口翻轉(zhuǎn)向下,將水傾入木槽,由木槽導(dǎo)入水渠,再由水渠引入田間。
雖然它的提灌能力很小,但因晝夜旋轉(zhuǎn)不停,從每年三四月間河水上漲時開始,到冬季水位下降時為止,一架水車,大的可澆六七百畝農(nóng)田,小的也能澆地二三百畝,而且不需要其他能源,所以很受農(nóng)民歡迎,在一個相當(dāng)長的歷史期內(nèi),成為蘭州黃河沿岸唯一的提灌工具。
經(jīng)過數(shù)百年的發(fā)展,蘭州黃河水車形成了自身的一些基本特征:
第一,由于蘭州黃河水車當(dāng)時的技術(shù)先進(jìn),成本低廉,是很好的水利灌溉工具,改變了黃河兩岸靠天吃飯的局面,因此具有依附性特征。
第二,由于外藩的遷入和軍隊(duì)駐扎當(dāng)?shù)赝蛪ㄊ叄偌又S河流域土地廣袤人口眾多,因而具有廣泛性特征。第三,蘭州黃河水車是由段續(xù)宦游西南諸省時,見當(dāng)?shù)赜弥裰仆曹嚰乘喔?,回蘭州仿制而成,因而具有摹擬性特征。
第四,段續(xù)在制作水車時因地制宜,改用榆木、槐木、柳木等,所以具有簡樸性特征。
第五,自從水車創(chuàng)制以來,一直都屹立在黃河岸邊,隨著黃河水的流動和慣力,帶動水車的轉(zhuǎn)動,因此具有觀賞性特征。蘭州水車是黃河流域文化的重要組成部分,對蘭州及下游人民的貢獻(xiàn)是巨大的,對蘭州社會的發(fā)展起到了不可估量的作用。
黃河大水車是黃河文化的重要組成部分,它體現(xiàn)了中華民族的創(chuàng)造力,為中國農(nóng)業(yè)文明和水利史研究提供了見證。水車的發(fā)明為人民安居樂業(yè)和社會和諧穩(wěn)定奠定了基礎(chǔ)。
1952年,蘭州黃河岸邊仍有水車252輛。自電力灌溉技術(shù)普遍應(yīng)用后,水車逐年減少,制作者后繼乏人,面臨瀕危狀況,對黃河大水車制作技藝進(jìn)行保護(hù)已成為迫在眉睫的重要任務(wù)。