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农政全书卷十九
明 徐光启 撰
水利
泰西水法上
用江河之水为器一种
龙尾车记曰龙尾车者河滨挈水之器也治田之法
旱则挈江河之水入焉潦则挈田间之水出焉治水
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锸焉不有水之器不有水之用三代而上仅有桔槔
东汉以来盛资龙骨龙骨之制日灌水田二十亩以
四三人之力旱岁倍焉高地倍焉驾马牛则功倍费
亦倍焉溪涧长流而用水大泽平旷而用风此不劳
人力自转矣枝节一蓌全车悉败焉然而南土水田
支分栉比国计民生于焉是赖即兹器所在不为无
功已独其人终岁勤动尚忧衣食至北土旱灾赤地
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用力少而得水多其大者一器所出若决渠焉累接
而上可使在山是不忧高田筑为堤塍而出之计日
可尽是不忧潦岁与下田去大川数里数十里凿渠
引之无论水稻若诸水生之种可以必济即黍稷菽
麦木棉蔬菜之属悉可灌溉是不忧旱浚治之功出
水当五分之一今省十九焉是不忧疏凿龙蟠之斗
旱熯之年上源枯竭穿渠旁引多用此器下流之水
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水车之重也以障水以帆风以运旋本身龙尾者入
水不障水出水不帆风其本身无铢两之重且交缠
相发可以一力转二轮递互连机可以一力转数轮
故用一人之力常得数人之功又向所言风与水能
败龙尾之车也在鹤膝斗板龙尾者无鹤膝无斗板
器居水中环转而已湍水疾风弥增其利故用风水
之力而常得人之功若有水之地悉皆用之窃计人
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以倍足方于龙骨之类大略胜之然而千虑之一以
当起予可也智士用之曲尽其变不尽方来或者无
烦覼缕焉
龙尾者水象也象水之宛委而上升也龙尾之物有六
一曰轴轴者转之主也水所由以下而为上也二曰墙
墙者以束水也水所由上也三曰围围者外体也所以
为固抱也四曰枢枢者所以为利转也五曰轮轮者所
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六物者具斯成器矣或人焉或水焉风马牛焉巧者运
之不可胜用也
一曰轴
圜木为轴长短无定度视水之浅深斟酌焉而为之度
二十五分其轴之长以其二为之径木之圜必中规而
上下等以八绳附臬之法八平分其轴之周直绳而施
之墨轴之两端因直绳之两端而施之墨八绳之交得
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行相等而为之界以句股求弦之法两界斜相望而墨
为之弦弦之竟轴而得一螺旋之墨因螺旋之墨而立
之墙为螺墙墙之间而得螺旋之沟为螺沟螺沟者水
道也轴得一墨焉则得一墙焉一沟焉水得一道焉或
二之或三之四之以上同于是多则均一则专惟所为
之既墙而围之既建而迤之而转之水则自螺旋之孔
入也水之入于螺旋之孔也水自以为已下也而不自
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也
注曰圜与圆同量水浅深者下文言句四股三弦
五则岸高九尺者轴之长当一丈五尺也凡作轴
皆度岸高以三五之法准之二十五分之二者如
轴长一丈则径八寸如本篇第一轴立面图巳丁
长一丈则丁丙之径八寸也此略言轴欲大耳若
径至三寸以上不嫌长丈八寸以上不嫌长二丈
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尺之臬县八绳下垂皆附于臬今轴身作线大略
似之也八平分者如轴两端图甲乙丙丁戊圈为
轴之周所分甲乙乙丙等八分者平分度也轴之
两端卧其轴各作巳甲过心线依法分之即上下
合也次于轴两端之边依所分各界两两相对各
作平行直线八线附木皆平直是为八平分轴之
周如立面图巳丁庚丙诸线是也次于两端各作
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分之一为度者谓以甲巳为度从庚至辛作庚辛
辛壬等短界线至丙而止八线皆如之各线之短
界线皆平行皆相等也墨为之弦者从庚向癸依
句股法作庚癸斜弦线内缠之至子外缠之至丑
至寅至卯至辰斜缠轴面竟轴而止则得一螺旋
线也单线则为单墙单沟也若欲为双沟者则平
分庚丑线得午从午外上向已内下向未亦依法
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作之欲作三槽六槽九槽者先分轴为九平分欲
作五槽十槽者先分轴为十平分依法作之
二曰墙
轴之上因各螺旋之绳而立之墙墙之法或编之或累
之皆涂之墙之两端不至于轴之两端其至也无定度
惟所为之以枢之短长称之八分其轴长以其一为墙
之高可减也不可加也墙其累之也欲坚而无随也其
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间谓之沟沟水道也水行沟中而墙制之使无下行也
故曰墙者所以束水也水所由上
注曰编墙之法削竹为柱依螺旋之线而立之每
立一柱即与轴面之八平分长线为直角如立柱
于本篇一图之午即柱为垂线与庚丙长线为直
角也而又与轴两端之丙丁为一直线也若本篇
二图之癸丙是也削柱欲均安柱欲正列柱欲顺
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麻或纻或菅或布或篾惟所为之既毕以沥青和
蜡或和熟桐油和石灰瓦灰涂之或以生漆和石
灰瓦灰涂之凡沥青加蜡与桐油取和泽而止石
瓦灰相半桐油或漆和之取燥湿得宜而止累墙
之法取柔木之皮如桑槿之属剥取皮裁令广狭
相等以沥青和蜡依螺旋之线层层涂而积之累
毕如前法涂之既毕而两墙之间成螺旋之沟水
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轴长八尺则墙高一尺此亦略言高之所至也一
以下任意作之故曰可减不可增一法若欲为长
轴则墙之高与轴之径等
三曰围
墙之外削版而围之版欲无厚墙之两端顺墙柱之势
穿轴而立四柱焉依墙之高而束之环围版之端入于
环围之外以铁为环而约之长者中分围之长以铁环
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与其合于墙之上也皆合之以涂墙之齐围之外皆涂
之以受雨露也围其合也欲无罅围之合于墙也欲无
罅有围故水入螺旋之孔而不绝无罅故水行于螺旋
之沟而不泄则水旋而上也故曰围者外体也所以为
固抱也
注曰围之板量围径之大小与其长酌全体之重
轻而制厚薄焉其长竟墙其广一寸以上视围径
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刳之以就墙之圆外面者围既合而削之当墙之
尽穿轴为四柱者所以居环而受围也如本篇三
图之卯寅辰午等是也环以坚韧之木为四弧弧
各加于环柱之上合之成环焉环之下方或为沟
焉居中以受围板之端或居外或居内为刻而受
之如为沟于未此居中也为刻于申此居外也于
酉居内也铁环之束在两端者与木环相抵卯午
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则在尾与箕也或不用铁环以绳约之而涂之齐
与剂同合以涂墙之剂者沥青和蜡或油灰或漆
灰也若涂围之周者则漆灰为上油灰次之沥青
和蜡者恐不耐暑日也为下而欲速成则用之欲
解而时脩则用之是者暑日架之则以苫盖之水
入于螺旋之孔者孔在环之内轴之外四柱之中
戌亥角亢之间是也虽下向必入者以迤故水趋
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两端以二圆板盖之开围板之下端而水入之开
上端之圆板而出之其效同焉
四曰枢
轴之两端铁为之枢当心而立之枢之用在圜轮在围
若在轴者皆圜之轮在上枢方其上枢之上轮在下枢
方其下枢之下方之者以居轮立枢欲正欲直不正不
直者轻重不伦也既正既直轻重均转之如将自转焉
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注曰当心者本篇一图之庚心也枢之大小长短
无定度量全体之轻重制大小焉量轮之所在与
地之所宜制短长焉轮所在者有七下方详之也
方则止故可以居轮正者当庚之心直者与轴端
圆面为直角与轴上八平分线俱为一直线也求
正尚有轴端诸线可凭求直稍难焉今立一试法
视一图轴两端诸分线以规一扺轴端边之乙一
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量之皆至于枢之顶心者即枢直也如将自转者
成速之甚也
五曰轮
轮有七置轮有三式七置者当围之中焉围之两端焉
轴之两端焉两枢焉在围者夹其围而设之辐辐之末
周之以辋焉辋树之齿焉在轴与枢者方其处而入之
毂毂树之齿焉凡轮皆以他轮之齿发之其疾徐之数
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少为之齿轮附而齿少他轮大而齿多则其出水也必
疾矣故曰轮者所以受转也
注曰轮有七置者因地势也量物力也相大小而
制疾徐也在围之中者本篇四图之丁是也在围
之两端者丙与戊是也在轴之两端者乙与巳是
也在两枢者甲与庚是也若车大而轴长出水之
地高则在丁矣若平地受水而用人力畜力风力
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辐子丑之类是也辛者容围之空也壬癸辋也寅
卯之类齿也方其处者轴与枢当受毂之处也辰
入枢之空也戌入轴之空也午毂也酉亦毂也未
申亥角之类皆齿也他轮者或人车或马牛骡车
或风车或水车之轮也此诸车之轮者非谓其大
卧轮也盖指接轮焉接轮者农家所谓拨子是也
试言人车则有卧轴也卧轴之一端有接轮卧轴
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轴之乙轮即以卧轴之接轮交于乙轮人践拐木
而转之接轮与乙轮相发也若马牛骡车及风车
则有卧轴也卧轴之两端皆有接轮今以其一交
于乙轮以其一交于彼车之大卧轮驾畜焉帆风
焉而转之接轮与乙轮相发也若水转之车则有
卧轴也卧轴之一端有接轮卧轴之上有立轮立
轮之外有受水之箑也今于戊巳庚任置一轮焉
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激于箑而卧轴为之转接轮与巳轮相发也疾徐
之数与他轮相视者如乙巳之轮齿十二人车之
接轮齿十二是拐木一转而得一转也如枢轮之
齿八而人车之接轮齿十六是拐木一转而得二
转也人车之接轮齿二十四是一转而得三转也
若枢轮之齿八而驾畜帆风之卧轮齿七十二是
一转而得九转也故曰轮欲密附密附则齿为之
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之不任大者过大焉则迟故曰因地势量物力相
大小而制徐疾焉今图枢轮之齿八轴轮十二围
轮十六约略作之非定率也趣欲使两轮之交疏
密相等焉长短相入焉相关相发而不滞则足矣
其小者欲无用轮方其枢之末别为衡衡之一端
入于枢焉其一端植之柱焉柱之体圆又为之掉
枝而首为圆孔焉以掉枝之圆孔入于柱而转之
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对执而转之最大者两掉枝之末各为持衡四人
或六人对持其衡而转之
六曰架
架者一上一下皆为砥柱或木焉或石焉或瓴甋焉柱
之植欲坚以固也下柱居水中以铁为管施之柱首迤
而上向以受下枢之末制管高下量水之势令得入于
螺沟之下孔而止也上者居岸以铁为管施之柱首迤
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枢而设之颈以铁为山口而架枢其上出其枢之末以
受轮与衡也制高下之数以句股为法而轴心为之弦
弦五焉则句四焉股三焉过偃则不高过高则不升
注曰瓴甋砖也坚者其本体坚固者其立基固也
上柱者本篇五图之甲乙是也下柱者丙丁是也
上管以受上枢戊也下管以受下枢巳也句股法
者一高一下如四图之亢房线而置之令上枢之
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为亢至下枢之末为房长一丈如法置之则自下
枢之末房依地平作平行线自上枢之末亢作垂
线而两线相遇于氐其亢氐线必长六尺氐房线
必长八尺也若迤建于岸之侧谓无从作垂线者
则以句股法反用之以围板为倒弦别作一尾箕
垂线为股尾为直角作尾心横线为倒句若尾箕
长一尺五寸偃仰移就之令尾心长二尺即心箕
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凡围板长一丈水高必六尺求多焉不可得相水
度地制器者以此计之若水过深岸过高器不得
过长则累接而上之累接之法亦以接轮交而相
发也
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玉衡车记曰玉衡车者井泉挈水之器也既远江河
必资井养井汲之法多从绠缶饔飧朝夕未觉其烦
所见高原之处用井灌畦或加辘轳或藉桔槔似为
便矣乃俛仰尽日润不终亩闻三晋最勤汲井灌田
旱熯之岁八口之力昼夜勤动数亩而止他方习惰
既见其难不复问井灌之法岁旱之苗立视其槁饥
成已后非殍则流吁可悯矣今为此器不施绠缶非
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省夫力五分之四高地植榖家有一井纵令大旱能
救一夫之田数家共井亦可无饥饿流亡之患若资
饮食则童幼一人足供百家之聚矣且不须俛仰无
烦提挈略加斡运其捷若抽故烟火会集之地一井
之上尚可活一茕民也
玉衡者以衡挈柱其平如衡一升一降井水上出如趵
突焉玉衡之物有七一曰双筒双筒者水所由代入也
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也水所由续而不绝也四曰中筒中筒者壶水所由上
也五曰盘盘者中筒之水所由出也六曰衡轴衡轴者
所以挈双提下上之也七曰架架者所以居庶物也七
物者备斯成器矣更为之机轮焉巧者运之不可胜用
也
注曰趵突泉水上出也
一曰双筒
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为之径下有㡳中㡳而为之圜孔以其㡳之半径为孔
之径筒之旁齐于㡳而树之管管外出而上迤也管之
容其圜中规管之下端抒之以合于筒开筒之下端为
㨊孔融锡而合之于管管之上端亦抒之既树之则与
筒之边为平行三分其㡳之径以其一为管之径㡳之
圜孔为之舌以掩之舌者方版方版之旁为之枢㡳孔
之旁为之纽枢入于纽如户焉而开阖之舌之开阖与
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密管之孔合于筒之孔欲利而无罅枢纽之动也欲不
滞凡水入也必从其㡳之孔也有舌焉而开阖之开之
则入阖之则不出左开则右阖矣是左入而右不出也
是恒有一孔焉入而终无出也故曰双筒者水所由代
入也
注曰凡径皆言圆孔也肉不与焉如本篇一图甲
至乙丙至丁是也半长为径者径三寸则筒长六
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径三寸孔径一寸五分如丁丙三寸则辛壬一寸
五分也上迤者斜迤而上如戊至己丙至庚也抒
者斜削之如戊至丙己至庚是也㨊长圆也欲与
戊丙之孔合也融锡合之小釪也管之上边与筒
边平行将以合于壶之下孔也己庚是也三分之
一者㡳径三寸则管径一寸未至申之度也方板
者丑寅卯午是也枢者卯辰午是也纽者癸子是
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辛壬孔之上向丙而开阖之也
二曰双提
旋坚木以为砧其圜中规而上下等曷知其中规而上
下等也砧之大入于双筒也欲其密切而无滞也展转
之上下之犹是也斯之谓中规而上下等当砧之心而
立之柱三分其砧之径以其一为柱之径柱之短长无
定度以水之深也井之高也斟酌焉而为之度柱之上
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孔有舌焉砧升则舌开而水为之入砧降则舌合而水
为之不出水之入而不出者舌也舌之开阖者砧也砧
之上下者柱也舌阖矣水不出矣砧又下焉水将安之
则由筒之管而升于壶左右相襌也故曰双提者水所
由代升也
注曰砧形如截蔗本篇一图酉戌亥角是也其高
不言度者趣其入于筒也不转侧动摇而已矣若
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径三寸则柱径一寸如酉角三寸则亢氐一寸也
凡双筒入井近下则水浊近上则水竭故柱之短
长宜量水深与井高也枘笋也当房心之上刻而
方之为尾箕是也
三曰壶
鍊铜以为壶壶之容半加于双筒之容其形㨊圜腹广
而上下弇之弇之度视广之度杀其十之二当其弇而
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之㨊圜其大小也与管之上端等融锡而合之壶之两
孔各为之舌而掩之舌之制如筒中之舌也壶之内当
两孔之中而设之纽两舌之枢悉系焉而开阖之左右
相禅也当盖之中为圜孔焉而合于中筒盖之合于壶
也欲其无罅也既成以铁为双环而交缠束之当其合
而锢之锡以备缮治也夫水之入于管也左右襌也而
终无出也水从管入者以提柱之逼之也则上冲而壶
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代入于壶也而终无出也其代入也壶为之恒满而上
溢其终无出也而有筒之容以俟其㡳之入也故曰壶
者水之总也水所由续而不绝也
注曰半加容者如之又加半焉如双筒共容四升
则壶容六升也弇敛也腹广而上下弇如本篇二
图甲乙丙丁形是也盖者戊己庚辛也㨊圆之长
径㡳图之乙丙是也二孔者未申也酉戌也皆在
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如酉戌短乾亥长以合于一图之未申己庚也二
舌者寅卯也辰午也纽者子丑也以枢合纽令寅
卯之板恒加于未申孔之上向丙而开阖之也辰
午加于酉戌亦如之左右相襌也盖之圆孔庚辛
是也盖合于壶者己戊加于甲丁也双环缠束者
本篇三图之角亢氐房是也既锢之又束之者水
力大而易渫也
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鍊铜或锡以为中筒中筒之径与长筒旁管之径等中
筒之下端为敞口以关于盖上之孔融锡而合之其长
无定度量水之出于井也斟酌焉而为之度或铜锡之
中筒裁数寸其上以竹木焉续之竹木之筒之径必与
下筒之径等其上出之径宁缩也无赢也水之入于壶
也代入也而终无出也则无所复之也必由中筒而上
故曰中筒者壶水所由上也
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径必缩于下合之径者所以为出水之势也
五曰盘
鍊铜或锡以为盘中盘之㡳而为之孔以当中筒之上
端融锡而合之盘㡳之旁为之孔而植之管管外出而
下迤也盘之容与壶之容等管之径与中筒之径等管
之长无定度其下迤也及于索水之处也中筒之水其
上溢也盘畜之管泄之故曰盘者中筒之水所由出也
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于中篇之上端上端者三图之坎艮也㡳旁之孔
者戊巳也下迤者己庚也
六曰衡轴
直木为衡衡之长无过井之径双提之柱其相去也视
双筒双提之上枘入于衡之两端其相去也视双提直
木为轴轴长于衡而无定度圜其尾去首二尺而圜其
颈当颈尾之中而设之凿当衡之中而设之枘衡衡也
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上下焉左右相襌也故曰衡轴者所以挈双提下上之
也
注曰衡之长本篇四图之壬辛是也枘入于衡者
子丑是也轴之长卯午是也卯尾午首辰颈也衡
轴凿枘之合寅是也凿孔也衡横轴纵卯辰子丑
之交加也
七曰架
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为山口山口者容轴之圜也以利转也轴之首设之小
衡与衡平行也长二尺或三尺小衡之两端设二木而
三合之如句股以小衡为弦句股之交立之柄持其柄
而摇之以转轴也水之中穿井之胁而设之梁横亘焉
梁之上为二陷以居双筒之㡳欲其固也中其陷而设
之孔稍大于双筒之㡳孔水所从入也梁居水中其木
必榆榆为木也无味水不受之变梁在其下柱在其上
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注曰本篇四图之卯亥也辰乾也柱也当辰卯为
山口者以容轴之圆也小衡者申未也三合者未
申酉为三角形也酉戌柄也立之柄者立柄于酉
戌酉未为直角也坎艮梁也角亢氐房陷也心尾
陷中孔也
若欲为专筒之车则为专筒专柱而入之中筒如恒升
之法而架之而升降之其得水也当玉衡之半井狭则
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注曰专一也架法见恒升篇
恒升车记曰恒升车者井泉挈水之器也其用与玉
衡相似而更速焉更易焉以之灌畦治田致为利益
矣若为之复井井之㡳为窦而通之以大井潴水以
小井为筒而出之则无用筒也若江河泉涧索水之
处过高龙尾之力有不能至则用是车焉挈水以升
架槽而灌之或迤而建之以当龙尾
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有四一曰筒筒者水所由入也所以束水而上也二曰
提柱提柱者水所由恒升也三曰衡轴衡轴者所以挈
提柱上下之也四曰架架者所以居庶物也四物者备
斯成器矣更为之机轴焉巧者运之不可胜用也
一曰筒
刳木以为筒筒之长无定度下端所至居水之中已上
则易竭已下则易浊上端所至出井之上度及于索水
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酌焉而为之度筒之容任圜与方其圜中规其方中矩
而上下等筒之周以铁环约之环无定数视筒短长斟
酌焉而为之数筒之下端为之㡳欲其密而无漏也中
㡳而为之孔孔之方圜反其筒若圜筒而方孔七分㡳
之径以其四为孔之径若方筒而圜孔七分㡳之径以
其五为孔之径孔之上象孔之方圜为之舌而掩之如
玉衡之双筒掩之欲其密而无漏也开阖之欲其无滞
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水从孔出焉既入而提柱之势能以舌掩之既掩而提
之提之则从管而出也故曰筒者水所由入也所以束
水而上也
注曰玉衡之双筒与中筒为二此则合之筒入于
井量井浅深筒长短而置之近上趋恒得水而止
近下趣无受浊而止与玉衡同也圆筒用竹尤简
用木则方筒为易焉如本篇一图甲乙丙丁圆筒
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壬癸其㡳也子丑㡳圜孔也寅方舌也酉圜舌也
甲卯辛卯管也辰午未申之属环也环之多寡疏
密趣不漏而止馀见玉衡篇
二曰提柱
鍊铜以为砧圜者中规方者中矩砧之大入于筒也欲
其密切而无滞也展转之上下之犹是也当砧之心而
设之孔孔之方圜孔之径皆与筒㡳之孔等孔之上为
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二式一用长一用短用长者为实取之柱用短者为虚
取之柱实取之柱其砧入于水而升降焉其长之度下
及于筒之㡳上出于筒之口其出于筒之口无定度趣
及于衡而止虚取之柱无用长入筒数尺而止升降于
无水之处以气取之欲挈之先注水于砧之上高数寸
以闭其罅而噏之凡井浅者实取焉井深者虚取焉五
分其筒之径以其一为柱之径砧之合于柱也鍊铜或
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之聚之度趣不害于舌之开阖而止以其聚合于柱之
下端合之欲其固也砧之厚以其枝于隅足也可无厚
既合而入于筒砧降而㡳之舌为之掩砧升则开之开
之则水入掩之则水不出一升一降是水恒入而不出
也既入之水而砧降焉则无复之也则上冲于舌而入
于砧之孔砧升而砧之舌为之掩一升一降是水恒入
而不出也两入而不出则溢于筒而出常如是虚者实
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注曰玉衡之提柱与壶之孔之舌为二此则合之
又玉衡之水皆实取此有虚取之法焉气法也凡
砧之入于筒求密切而无滞也求密切之法成砧
而入之能无漏者国工也不能无漏者稍弱其砧
之径以毡罽之属皮革之属附于砧之四周焉附
之法若砧厚者稍剡其周之上下如鼓木当其剡
而刻为陷环既附而坚束之砧薄者则为两重之
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图之甲乙是也四足者丙丁戊酉也砧者己庚辛
壬也砧之孔癸子也其舌丑寅也砧可无厚无厚
则轻馀见玉衡篇
三曰衡
直木以为衡衡之长无定度量筒之大小水之浅深多
寡焉长则轻衡之两端皆缀之石以为重其两重等五
分其衡二在前三在后而设之凿直木以为轴轴之长
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凿枘而合之欲其固也轴之两端各为山口之木而架
之中分其衡之前而缀之提柱缀之欲其密切而利转
也抑其后重而提柱为之升扬其后重则前重降而提
柱随之也提柱之降也实取者挹水而升于砧也其升
也则下入于筒而上出于筒也虚取者降而得气焉气
尽而水继之故曰衡者所以挈提柱上下之也
注曰气尽而水继之者天地之间悉无空际气水
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术率此一语为之本领焉本篇三图之甲乙衡也
丙丁两石重也戊巳衡也子衡轴之交也庚辛壬
癸山口之木也寅提柱也缀之于丑卯辰筒上端
也午管也馀见玉衡篇
四曰架
木为井干以持筒持之欲其固也筒之下端为盘以承
之盘与筒合之欲其固也中盘而为之孔孔之径稍强
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注曰本篇四图之卯未辰午井干也加于地平之
上申戌酉亥之间为正方之空夹筒而持之丁戊
井面地平也己庚井㡳也辛壬癸盘也辛子壬丑
癸寅盘足也
若欲为双升之车则双筒焉如玉衡之法而架之而升
降之此升则彼降用力一而得水二也是倍利于恒升
也尤宜于江河
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力也恒升者一升一降而得水一也架法见玉衡
篇
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农政全书卷十九