第21章　疏浚

G.多尔曼（G.DOORMAN）

尽管欧洲运河河道系统（第18章）的发展具有重要意义，但这个系统带来的也并非总是好事，因为要保持河道畅通，就必须进行大量的疏浚工作。许多港口也必须疏浚，尤其是随着船舶造得越来越大。一些水流较为湍急的河流，例如斯海尔德河、默兹河和莱茵河，入海口处的港口航道可以保持通畅，但许多城镇却不得不将其港口搬得离海更近。于是，格拉沃利讷和敦刻尔克成为圣奥梅尔的港口，迪克斯迈德，后来是纽波特——成为伊普尔的港口，达默——后来是斯勒伊斯——成为布鲁日的港口。

一直使用的浚深河流、运河和港口航道的方法可以分成以下几种：

（1）淤泥悬浮清除法；

（2）铲斗；

（3）长柄勺式挖泥船；

（4）抓斗式挖泥船；

（5）轮式挖泥船；

（6）链斗式挖泥船或铲斗式挖泥船。

淤泥悬浮清除法　为了处理河流的局部变浅，有时仅需用带栅栏的堤坝使河面变窄，就可使淤泥悬浮起来，更简单的是通过架在河岸上的绞车拖动一只横穿水流的重耙来搅动泥沙。康拉迪茨（Conradis）［1］讲述过这种在16—18世纪采用的方法，而且还演示过用一些马在河里顺流涉水拖耙，但它的缺点是挖起的淤泥会在下游重新沉积下来。

一种类似的方法是闸门清洗法（spoelsluis），应用在荷兰泽兰的某些港口。斯米顿（Smeaton）［3］在1755年曾见到过这种方法，其效果相当好。它是在涨潮时将船坞或内海盆地灌满海水，然后关闭闸门，到退潮时突然打开闸门放水，一涌而出的水流可以带走许多淤泥（参见边码467）。

这种冲刷效应通常可以用一种叫掘进船或者刮泥船的特制船舶来增强。这种船只的模型如图337所示。它有一个用铰接的下风披水板加宽的船尾，使船能被水流冲着向前走。当船顺流而下时，利用可调整的耙齿挖掘河床。在1435年米德尔堡（泽兰）的市政报告上，就提到过一种装有铁齿的早期掘进船。

图337　18世纪的刮泥船或掘进船模型。

大约在1600年，威尼斯的维拉齐奥（Faustus Verantius）提到过一种类似的在河流上使用的船只，它有一根水平的轴杆，两端各装一个明轮，可以在水流驱动下旋转，在轴杆中间有许多杆臂用于挖掘河床。

在1589年的一项专利中，斯蒂文（Simon Stevin，1548—1620）还特别提到了将泥浆、泥土、沙子或其他悬浮物通过管道排放到岸上的过程［2］。他能构思出如此先进的方案确实非同寻常，因为在当时这些还无法实现。如果当时的专利制度不是那么不成熟的话，法国议会很有可能会驳回这项申请，因为专利中并没有透露施工方法。事实上，这种方法直到很久以后的19世纪才可以完全实现，因为到那时蒸汽驱动的离心泵已达到了实用阶段。早期的一种实用的解决方法是使用“唧筒式挖泥船”（squirting-dredger），这是为苏伊士运河工程设计的。这种方法是通过一串链斗将淤泥送进一个处在高位的槽内，在那里与来自离心泵的水混合后，一起通过一条坡度为1∶20、长度为30—70米的沟渠排出。它的原理至今仍在采用。

在苏伊士运河上的另一种系统是巴赞（Bazin）的蒸汽驱动的沙泵（图338）。沙泵模型曾在1867年的巴黎博览会上展出过。在船的前部下方有一个转动的耙，可以将河底耙松，然后用船尾的四根吸筒把耙松的淤泥抽吸进来。这些吸筒连在一个能够进行调整的架子上，使吸筒的末端到达所需的高度。马凯尔（Marcaire）曾提到在吸筒下面还有一些管子（图上未标出），用来向沙中喷水，以便使泥沙悬浮起来。最后，离心泵将水和泥的混合物排放到驳船上。这样一艘挖泥船每工作一天，能从8—12米的深处清除出3000立方米的比重为1.8—2.0的淤泥。差不多在同时，伍德福德（Woodford）的沙泵也出现了，它的上面装有一台立式离心泵，使用时将泵向下沉，直到其进口恰好在河床上面，这样就能吸取水和淤泥的混合物。

通过加压来输送泥浆的方法，最早似乎是由英国承包商在为阿姆斯特丹截流北海运河时（1865—1876年）实施过。他们用的是伯特和弗里曼沙泵，这是一种改进的伍德福德型立式泵，泥浆通过一串链斗灌入后压进一条漂浮着的管道。管道由一系列用铁加固的木制管子做成，每节管子长6米，用亚麻布（后来用皮革）制成的套筒连接起来。整个管道长约100米，在有些情况下它的出口位于水面以上2.5米处。

图338　巴赞的蒸汽驱动的沙泵模型。

转动的耙可以疏松泥沙，然后由船尾的吸筒抽上去。

正是从这些设备中，发展出了现代的抽吸式挖泥船和压入式挖泥船。

铲斗　铲斗是最简单的疏浚工具，在英国也称之为“袋勺”。铲斗是从铲子发展而来的，方法是将铲口的边缘折起，以便存放半液体的泥浆。早期的铲斗是一只可渗水的用亚麻或皮革制成的编织袋，袋子套在一个硬的金属圈上。使用这种工具至今仍是一种有用的疏浚方式，还曾被用作掘井。作掘井用时，袋子被固定在一根直杆的下端，直杆则由两个人在上面转动。由恩腾（Pieter Pietersz Enten）在1602年为这种方法申请了专利［2］，并用它将掘井深度提高到了232英尺。17世纪和18世纪的技术著作中的草图［1］说明，这种方法在当时得到了广泛采用。经过一定改进后，它至今仍在使用。

用于疏浚的袋子，在早期的设计中大到了一个人无法操作的程度。斯蒂文在他1589年的专利中提出了一个用绞盘拖拉的装置，法国议会规定这项专有权只限于不超过当时所用袋子1.5倍以上的袋子。然而，对于这类袋子来说，应力是与其大小成正比的，容量的增加则是和大小的三次方成正比，因而大袋子损坏得很快。虽然在1830年的阿姆斯特丹就出现了采用机械方法拖拉袋子［1］，但大多数疏浚设备的设计者已开始采用其他方法，这正是下面将要讨论的内容。

长柄勺式挖泥船　由莱顿的莱茵兰（Hoogheemraadschap Rijnland）拥有的模型（图339）显示了早期长柄勺式挖泥船的设计，无疑这属于范韦泽尔（Dominicus Van Wesel）［2］在1627年获得的一项专利。正如这项专利所说，设计这种挖泥船是用于水下挖沟。它通常是一艘平底船，上面装有“4、5、6、8或更多套工具，能以异乎寻常的速度开挖出一条深度和宽度均匀的宽沟”。模型显示这艘平底船上有6只手工操作的绞盘，每只绞盘的滚筒上绕有一条缆绳，其两端分别连接一对长柄勺中的一只，当一只长柄勺升起时，另外一只就下降。每完成一次上下，滚筒就反转一次。船上共有12只长柄勺，每只都由一个人来操纵。操纵者就站在一对浮船的其中一只上，将勺子推入泥浆，当勺子被提起后，再将泥浆倒入存放泥浆的底卸式泥船。就像今天在沼泽地中开挖低地运河那样，挖掘工作在排水前进行，这可能已经成为这种方法的一个特点。大约在1645年，范韦泽尔的挖泥船被范德韦尔（Van der Wel）用于在荷兰开垦土地。1603年由霍伦的两位木匠申请的专利［2］说明，范韦泽尔并不是第一个设计带有绞盘的长柄勺式挖泥船的人。在这种较早的挖泥船上，装有一些5尺长、3—6英尺宽的铁铲斗。典型的英国式挖泥船用船上的吊杆将已被绞盘卷起的长柄勺吊入船内，汉堡州立档案馆收藏的一份1760年左右的草图（见章末补白图）描绘的就是这种设备［1］。

图339　早期的长柄勺式挖泥船模型，从图中可以看到由绞盘升降的长柄勺。

站在小船上的人通过长柄操纵长柄勺。

18世纪，法国人在建造他们著名的平底挖泥船时，对长柄勺式挖泥船还了解很少。巴尔姆（de la Balme）在1718年的设计，只不过是对已在布雷斯特港和土伦港使用的挖泥船作些改进。更为复杂高效的设计是带有两个踏轮的挖泥船，大的踏轮用于拉升铲斗，小的踏轮用于使铲斗复位。一艘1745年的这种挖泥船如图340所示。第一眼看到这些设计的人难免感到困惑，因为一只大铲斗挂在一根约14米长的重杆的末端，在水里和空中移动，看起来就像有个巨人在操纵这个重杆。这不禁使人联想起歌德（Goethe）的诗歌《小巫师》（Der Iauberlehrling），正是这首诗激发了杜卡（Paul Dukas）创作了著名的交响乐诗《魔法师的弟子》（L'apprentisorcier），故事中的一句咒语就能使一把扫帚没有人碰就自己舞动起来。

在法国的挖泥船上，原为手动操作设备的工作方式，在实现机械化时被原封未动地保留了下来，这种模仿在发明史上很常见。比如在用铁铲挖土或用袋勺疏浚时，首先将铲斗放在地上，然后朝着船尾向前移动。移动时杆要稍稍倾斜一点，以防铲斗升起时溅出泥浆来。

两部踏轮安装在同一艘船上，船的两边各有一根连有金属铲斗的杆，每根杆都穿过一个高出水面约3米的水平导槽。每只铲斗都有一根链条通过船尾的滑轮（E），然后水平通到大踏轮的轴上。链条绕在轴上，一根顺时针方向绕，另一根逆时针方向绕，最后一环都固定在靠近踏轮中心处的轴上。这样，当一只铲斗被拉到船尾最后升起来时，另一只铲斗上的链条被放松下来，这与范韦泽尔挖泥船上的一样。绕在小踏轮轴上的两条缆绳也是这样绕的。这种挖泥船上共有6个人——一个领班（图中出现两次），每个踏轮由两个工人操作，另外还有一个普通船员。

图340　法国平底挖泥船，由踏轮提供动力。1745年。

当铲斗到达河底时，即图340所示的位置，铲斗被链条向左拉，如果不是领班利用一根固定在O点的绳子限制了杆向上运动，铲斗将无法挖入泥土中。这根绳子穿过一只滑轮（H），由领班在P点进行控制。这根杆逐渐到达一个垂直位置，然后从导向槽的一端（H）向另一端（I）倾斜。最后，铲斗会到达一个位置，可以使其挖到的淤泥不至于漏掉。这时，小踏轮已经放开了连着铲斗的绳子，但接着就会被船员拉住或至少被控制住。随后铲斗被提出水面，领班则离开他的位置，用一只船钩（X）拉开门钩，打开铲斗的后板，将淤泥倒入位于铲斗之下的底卸式泥船上。然后，两个踏轮上的工人都走到另一边（从T到V），使踏轮反转，将铲斗放回到船上原来的位置。在挖下一铲之前，船能够借助于系泊用具作横向移动，如图340的角上所示。

法国平底挖泥船的发展尽管不能单单归功于某一个发明家，但马卡里（Antoine Macary）似乎起了很大的作用。他在自己1763年的荷兰专利［2］中给出了最完善的结构方式，这就是1756年建造的用于浚深运河和敦刻尔克港的挖泥船。这种挖泥船挖一次泥需要8—9分钟，能从15英尺深的水下挖起72立方英尺的泥沙。它的小踏轮安装在位于主平底船前面的另外一只船上，通过一只木架连接起来，木架上开有可供4个铲斗杆滑动的导槽。这些铲斗也是成对一起工作的，每只铲斗可装容18立方英尺的淤泥，倒入位于两只船中间的底卸式泥船内。除此以外，这种挖泥船的结构事实上与以上描述的一样。

这样的平底挖泥船在几个法国港口（例如土伦和布雷斯特）和荷兰港口（米德尔堡、海尔沃特和恩克赫伊曾）都得到了应用。

抓斗式挖泥船　维拉齐奥告诉我们，虽然他那个时代（约1600年）的威尼斯可以见到几种用于从海底挖出泥沙的设备，但他发明的那种设备［1］能够挖得更深、工作效率更高。它由两艘平底船和中间悬吊的一个形如钳子的抓斗组成，抓斗可以被沉到水底，通过两台绞盘机的缆绳将其合拢起来后，再用踏轮驱动的卷扬机将其吊起。当抓斗被吊起后，就将底卸式泥船移至抓斗的下面。

在1597年的一本书中，洛里尼（Lorini，生于1540年）描述了按照他的建议改进的一种威尼斯疏浚装置。如图341所示，一只木架被固定在一只方形平底船上，上面有一根水平横梁。另外，安装在平底船上的还有一根直立的螺杆（D），穿过一个位于横梁船内一端的螺帽。铰接在横梁船外一端的是两根垂直杆（XY），其下端用来固定抓斗（LK）的轴（YV）。抓斗的外面一半（L）有两只柄一直伸到平底船的上面，其末端通过一个滑轮（H）的横杆连在一起。同样，抓斗的里面一半也有两只连有横杆和滑轮的柄，虽然这些装置并未在图内画出。一根绳子（R）分成两股在滑轮（S）上运行，其中一股穿过滑轮（H），其末端被引回并固定在滑轮（S）附近的某一点上，另外一股也以同样的方式连在抓斗的另一半上，这样一拉绳子就可以使抓斗合拢。螺杆（D）的作用是提起抓斗，为做到这一点，螺帽（C）被固定在横梁的两个水平臂之间。螺杆应该也可以绕着平底船的水平轴缓慢转动，这一点并没有在图上显示出来，但在工艺上可以实现，这已广为人知，因为一个类似的机械结构就正确地画在贝松（Besson）的《舞台》（Theatrum）一书第37页的一幅对开的起重机图示上。这幅图显示出平底船的前面形状已经做了改变，以便使带有柄和滑轮的抓斗通过。

图341　抓斗式挖泥船，1597年。

康拉迪茨指出，这种类型的挖泥船使用了很长时期，在19世纪的威尼斯仍普遍应用。据考证，它们是在1561年以前发明的。在这一年的2月，威尼斯的文图里诺（Piero Venturino）在布鲁塞尔获得了一项专利［2］，可供低地国家浚深河流和其他水道使用。同年11月，他被允许可以有一两个专家作为他的专利许可人，在他的指导下合作工作。2月份的专利文本我们并不了解，11月份的附加专利对新型挖泥船也没介绍。尽管如此，坎彭委员会还是在1562年将它的一名委员滕格纳盖尔（Otto Tengnagel）派到安特卫普，与一位意大利疏浚专家商讨关于浚深坎珀迪普的事宜。当年7月，滕格纳盖尔已经完成了他的任务。9月11日，一个大型委员会，与本城镇的木匠及“愿意浚深河道的意大利人”一起，乘坐四艘领航艇去考察情况［4］。这时依旧没有关于挖泥船的描述，但有了关于建造平底船所需木板和木杆的完整说明。应作者要求，造船工程师希尔德尼瑟（W.Hildernisse）先生根据这些数据画了一幅平底船的示意图，如图342所示。在这里，他为说明书中的几乎所有部件确定了位置，除了一根27英尺长的木杆外，它可能是用作备件或用于制作横梁。这一研究使我们知道了当时使用的挖泥船的尺寸。

图中显示，平底船的船头比船尾有更深的吃水。这一点正如洛里尼所说，是为了在提起抓斗时提供必要的浮力。平底船有一个平的前部，不像洛里尼的挖泥船那样有凹进的地方作为抓斗柄的通道。但洛里尼告诉我们，他只是对长横梁抓斗的结构作了改进。因此，文图里诺可能是原始的韦内蒂安挖泥船的发明者。

图342　重建的1562年用于坎珀迪普的挖泥船。

从18世纪以来，人们知道的抓斗式挖泥船不多，其中有些抓斗的合拢装置很出色。如今，这种设备仍广泛应用于从铲斗式挖泥船无法到达的有限的空间和角落清除淤泥，有时还用于从水中提起重物，更普遍地应用于搬运像煤和沙这样的干燥材料。

轮式挖泥船　首例在一只可以转动的轮子上装有铲斗的挖泥船，是达·芬奇（Leonardo Da Vinci）绘制的一幅草图。虽然它一直被引用［1］，但这显然只是他快速绘就的许多幅草图之一，当时并没有过多注意如何才能实现这一设计。图中有一个水平轴，由一只手柄和减速齿轮驱动。呈十字交叉安装在轴上的是4只臂，末端呈张开的鸟嘴状，可伸到两只船之间的水中，每一只臂上均带有装有轴承的托架，以便与轴的一端相配。假定淤泥是准备装在两只船中间的底卸式泥船上去的，这样每转一圈的2/3时间中，会有大量淤泥从张开的鸟嘴形口子两侧溢出。所有的轮式挖泥船在向外倒淤泥时都存在一个困难，那就是为了能使底卸式泥船甚至收集容器尽可能接近转动的轮子，后者的直径必将很大。在巴尔姆1718年的一项工程中，计划建造的轮子直径达30英尺。假如采用垂直链斗式挖泥船，就能应用一只可移动的收集容器，当一个铲斗进入倒泥位置，容器就移动到它下面，然后再收回让下一只铲斗通过。值得一提的是，在达·芬奇的草图中，疏浚机构也适宜用一根系在固定于运河中的杆子上的绳索拉动，使整个系统在疏浚过程中只能缓慢前进。在后来的许多挖泥船中，同样的特点均可见到。达·芬奇还进一步构想了制造轮轴高度可调的轮式挖泥船，但没有描述具体做法。据说轮式挖泥船早在1630年便已在柏林建造，假定这种挖泥船已不仅仅是一种方案，但似乎并没有取得成功。

要将铲斗中的淤泥倒到轮子的外边比较困难，但将淤泥倒到里边也有自身的不便之处。由佩尔蒂埃（M.Peltier）提出的一个方案（1742年）——引导淤泥通过轮辐到达一个空的轮轴——也没有获得成功，因为这样很快就会发生阻塞。荷兰画家范德海登（Jan Van der Heyden）早在1674年就发现了一种更好的方法，他也是一种带有抽吸和输出软管灭火机的发明者。我们没有他的整个挖泥船的设计图，却有一个原始的模型，它构成了由他在1675年所做报告的一部分，现存放在阿姆斯特丹的市政档案馆。如图版45A所示，轮子上有八个隔箱用于盛放挖起的淤泥。隔箱对着轮缘的部分是敞开的，但有一个固定的屏板用来防止淤泥流掉，直到其到达第二层屏板的上部。第二层屏板向外倾斜，以保护轮子的轴承，不使掉下来的淤泥落在上面。轮子通过平底船底部的一个开口转动，轮轴则由一个能作小幅升降的架子支撑，为做到这一点，轮子需要由一种带有长棒的针齿轮（lantern-gear）驱动。范德海登曾报告说他遇到了很大的困难，但最终还是获得了成功，他的挖泥船建造费用接近6000荷兰盾，曾在福罗扎恩作业了一段时间。

最后一种轮式挖泥船是布维尔（Bouvier）在1831年描述过的那种［1，5］，在博凯尔运河得到应用。为使深度可以调整，船上也采用了一个针齿轮，这与范德海登挖泥船一样。轮子隔箱中的淤泥，是从边上经过前一个隔箱的外面和一个屏板的上方向外倒出的。一只底卸式泥船通过导杆尽可能地靠近隔板，导杆能够使挖泥船作一些相对垂直的运动。

总的来说，轮式挖泥船并不成功。它们只能在浅水里作业，而且要想找到一个倒掉淤泥时不让轮轴和其他活动部件沾上污泥的满意方法非常困难。(https://www.daowen.com)

链斗式挖泥船或铲斗式挖泥船　一根链条装有若干戽斗，每个戽斗由链条上的链环连接，这种用于提水的装置早在公元前16世纪便已为人所知。维特鲁威（Marcus Vitruvius Pollio）曾画过一张这种装置的草图［6］。一只转臂轮安装在一根由踏轮驱动的水平轴上，一根链条悬挂在转臂上，链条上每隔一个链环挂有一只戽斗，其末端可自由地悬挂在水中，戽斗在被转臂翻转时将里面的水倒出去。由达·芬奇、阿格里科拉（Agricola）、洛里尼和拉梅利（Ramelli）［6］所做的画，证明这种特征的提水装置一直都在使用。

已知的最早将链条用于疏浚目的的设备是泥浆机，它是由代尔夫特的城镇木匠穆伊斯（Cornelis Dircksz Muys）于1589年发明的［2］。在1606年的一幅表现阿姆斯特丹风光的版画中，有这种泥浆机的小幅图片。但是一幅更加清晰的图片——见图版45B——与一本小册子《荷兰北部土壤详解》（Grondighe Beschrijvinghe van Noort-Hollandt...）一起，附在该省扬斯［Joost Jansz.，即比尔哈默（Bilhamer）］的地图第三版中。在这方面，有好几个作者提到了被他们称为“1600年弗莫尔肯（E.Vermorcken）的一幅旧版画”，不管怎样，生活在19世纪的这位佛兰芒画家和他的画，并没有增加我们在泥浆机方面的知识，这才是事实。

一幅有关这种装置的好的图样［7］是由萨弗里［Roelandt Savery，瓦萨里协会认为是老勃鲁盖尔（Pieter Brueghel）所画，其实不然］于1600—1620年间创作的。这种疏浚设备由一艘船尾装有两台踏轮的船构成，每台踏轮由两个人操作，用来驱动链条顶端的转臂。链条通过一个倾斜的木制套筒或槽道，带动其下端的另一个转臂。这与现代的链斗式挖泥船不同，后者的链条的上升部分在下降部分的下面运行。链条上没有戽斗，但在套筒里装有木制的平板，可以起到挡板的作用，平板在套筒中装得尽量地紧，只要不影响运动。在套筒下端有一个进口，装有布满尖钉的铁板以吸附淤泥，当平板绕着低的转臂旋转时，淤泥被平板推着向上。整个套筒加上链条，可以用绞车降低到顶端转臂的轴附近。在传输过程中，套筒能从船底的开口升起，在作业时是通过这一开口使套筒到达河床处。

后来的图样见图版46A，可以更清楚地显示出挖泥船的主要部分。在这里，船前部的踏轮由位于船尾的畜力磨所取代，通过甲板下的传动装置和传动杆驱动顶端转臂的轴。这种较一般的设置也显示在1660年、1700年和1761年的图中。在鹿特丹的D.胡迪格公司和伦敦的科学博物馆，均收藏有装有畜力磨的模型。在这种情况下，长的传动杆不再必要，不过淤泥将必须在畜力磨的下面通过。没有迹象表明这种挖泥船曾经制造出来过。

第一个关于在链式挖泥船上设置畜力磨的建议，是1622年由哈尔莱姆的雅各布森（Jacob Jacobssen）提出来的［2］。他的装置——包括60只或70只铁铲斗，每只能挖起相当于半独轮车的淤泥——据说可从14—15英尺深处挖起像沙和黏土这样硬的土层。这种挖泥船可能很像现在的铲斗式挖泥船，但如此重的链条是否能被当时的机械方法带动，这一点似乎还颇值得怀疑。然而，在很多年以后（1785年），格伦迪（Grundy）在赫尔河畔金斯顿就用一艘装有畜力磨的挖泥船来疏浚河道［9］。

穆伊斯的带有平板的泥浆机被用来处理运河和港口的软淤泥。虽然它在英格兰、丹麦、意大利和德国已经用得很多，但人们一般还是称之为阿姆斯特丹泥浆机，因为这种设备在那里直到进入19世纪以后很长一段时间还在与第一批蒸汽挖泥船竞争［1］。在18世纪，大约有5台泥浆机不停地在艾河工作，每台配有4个人和约3匹马，另有2匹马储备在船上的马厩中。范韦恩（Van Veen）［8］提到阿姆斯特丹是通过征收淤泥税来支付疏浚所需的费用，在1778年至1793年间总税额为159.8万弗罗林，这一大笔钱可以使人们对荷兰在疏浚上所需的费用规模有个概念。尽管如此，横在须得海（潘普斯）中的障碍还不能用这种方法清除，满载的大船只有依靠“骆驼”的帮助才能通过。

穆伊斯从荷兰政府和法国议会均获得了一项专利，荷兰政府对他在德尔弗德斯哈芬建造的一台机器对国家产生的巨大价值感到满意。他们规定，在12年的专利有效期内，凡愿意建造这种疏浚设备的城镇须向穆伊斯支付一定报酬。在一个委员会确定报酬数额之前，不能启用他的发明。两个月以后（1589年5月），这个委员会确定了金额，11个最大的城镇每个镇支付200查理金荷兰盾，小一点的城镇每个镇支付150金盾。

那时候，政府部门在批准专利以前，经常会要求交一些说明书、图表或模型，不少专利的这些文件不幸遗失了。不过，穆伊斯却没有被要求这样做，因为政府已经看到了实际作业的这种挖泥船。只是因为一个幸运的机会，使我们能够确定穆伊斯所获专利的发明具有的特点。一些要吹嘘自己低档疏浚方法的竞争者，在1589年8月的专利说明书上写道，他们的方法效率要比代尔夫特的总工程师（无疑是指穆伊斯）的挖泥船好得多，并称“那种设备只是将淤泥沿着木板向上推”。对于那些知道泥浆机的人来说，这才是穆伊斯发明的基本实质。

笼统地讲，穆伊斯发明的挖泥船有一条斜链，它在一只上转臂和一只下转臂的上方传动，将河底的淤泥挖起并从上面甩出，它在水中的深度可以通过链条绕着上转臂轴的摆动来调节。这个定义可以涵盖所有的现代链斗式挖泥机。

带有铲斗的直立链式挖泥船由隆瑟（de Lonce）在1752年设计和建造［1］，上面有1个顶转臂，下面有2个低转臂，两者相距1米。链条上有4只铲斗，它们在两个低转臂之间作水平运动过程中将淤泥挖起。这种挖泥船曾被用于清理卢瓦尔河上的桥基。保存在莱顿大学的一幅草图上的注解，证明这种类型的挖泥船是1797年在鲁昂建造的。

同样在18世纪的下半叶，带有斜链的挖泥船上也开始安装铲斗，一些经过改进的机械设备——特别是为铲斗设计的齿轮和钢板，使这种改进成为可能。

有些情况下，铲斗用链条的松弛部分在地面上拖拉［1。但在1830年去伦敦的途中，德国工程师亨茨（Henz）看见了一只安装有8马力蒸汽机的挖泥机，它的铲斗在底部通过时，转臂轮由铲斗斜链的重量压入地面。这台机器装有带铸铁滚柱的导向装置，以减少摩擦力并使铲斗和滚柱一起移动在修筑碎石路面时，这种机器用于抓提砾石。

第一台蒸汽挖泥船建造于约1796年，博尔顿和瓦特公司在森德兰港使用的一艘长柄勺式挖泥船上安装了一台4马力的蒸汽机，以节省支付操作四只长柄勺的工人的工资［1］。1802年，伦尼（John Rennie）建议赫尔船坞公司用蒸汽机来取代一艘链斗式挖泥船上的畜力磨，但这一方案直到1804年才得以实施。然而，在此期间，埃文斯（Oliver Evans）已抢在伦尼的前头，为费城的船坞制造了第一艘带有铲斗链条的蒸汽挖泥船。蒸汽的引入产生了新的问题。当链条上的阻力变得太强时，例如铲斗碰到了一块巨石，踏轮或马拉磨就会停止。对蒸汽机而言，这就需要采用一些柔性部件，例如摩擦连接器或传动带。让那些在一定负荷时会出现断裂的零件变得容易更换，这是由杰索普（Jessop）提出的一种可选择的方法，他在1805年［1］为喀里多尼亚运河设计了一艘蒸汽挖泥船。

附言　底卸式泥船可从下面卸掉淤泥，这很适宜将淤泥倾倒到海里去。这是斯蒂文在他1589年的专利中提出的［2］，后来在1594年或1617年前后，维拉齐奥声称已经发明了一艘那种类型的底卸式泥船。

佩尔蒂埃在1742年画的一幅图显示了一种结构，船中部盛放淤泥的船舱的侧壁，要能将淤泥汇聚到船底部卸泥的舱门处。船的浮力是通过中部淤泥舱与船的两侧之间的那些空间提供的。这种至今仍然常见的布局，似乎在19世纪却在一定程度上已经不用了。荷兰一个非常著名的疏浚工程承包商凯恩（S.T.Kater Czn）在他1830年的专利［10］中指出，卸掉40立方米的淤泥过去需要2天，而他发明的船只需12—20分钟就可卸掉一船的淤泥。在这种应用起来大获成功的船上，浮力舱在船的底部，位于淤泥舱地板的下面，淤泥舱的两侧向底门倾斜。

我们不可能在这里讨论清除运河或河流底部的岩石、大的树干或树根的各种方法，但在各种用于这一目的的最早的方法中，有一种还是值得一提。慕尼黑的拜恩州图书馆藏有一份丰塔纳·乔瓦尼（Giovanni Fontana）的手稿，根据目录时间可追溯到1420年前后。手稿中有两幅平底船的草图，船上装有一只尖叉，通到平底船船底的中央开口直达河床。水底的堵塞物可以反复用尖叉冲击将其粉碎，这种想法可能来自当时的农业实践。在各种粉碎方法中，一种方法是使尖叉竖直落下去，另一种方法的机械结构很有趣，康拉迪茨给过一个图示［1］，虽然他对如何操作没有给出清晰的描述。图上有一条密码注解[1]，图中有一个倾斜的半圆柱形套筒，用铰链连接在平底船上面的水平轴上。尖叉呈凿子形，其圆形端由套筒导引，套筒和尖叉端部均被削尖。开始先将套筒降到底部，采用铰链悬挂的方法，可以使深度和斜度都得到校正，然后使尖叉落下数次，下落运动受重力和绞车缆绳的控制。应用这种方法，包括石块或木头在内的障碍物，无疑会被击碎。

第21章 疏浚

第21章　疏浚