自古以來人類就擇水而居，這給生存及生活帶來了極大的便利。在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中，勞動(dòng)人民利用水力的機(jī)械設(shè)施不斷提高工作效率，提升生活水平。最有代表性的就是利用水力加工糧食的水碓、水磨以及二者合一的水碓磨，這也是我國(guó)古代水利科技發(fā)展史上的重大進(jìn)步。

碓和磨是使用電力之前常用的人力或畜力的碾磨、粉碎工具。中國(guó)最早使用水輪的機(jī)械就是水碓和水磨，早在2000多年前漢代就有記載，在晉代逐漸使用，是水力發(fā)電動(dòng)力原理的原始形式。據(jù)記載，老保定城里就曾有兩座水磨坊。閃保利先生講述：“保定西關(guān)從金臺(tái)驛往西為西下關(guān)，西下關(guān)南端過去稱吳家灣，一畝泉河水自西向東流到吳家灣，一分為二，一股經(jīng)積水閘（俗稱大閘）向南飛流直下，匯入府河，另一股向北拐流入西關(guān)護(hù)城河。”積水閘的作用是將向南流入府河的水?dāng)r住，使河水流入護(hù)城河，在西關(guān)護(hù)城河上（現(xiàn)裕華路銀座商場(chǎng)后面）同樣也修了一個(gè)坐西向東的攔水閘稱作“小閘”，兩個(gè)攔水閘同時(shí)關(guān)閉后使這段河道水位升高形成了小水庫，河水從小閘南側(cè)穿過城墻下的西水門流入城里的古蓮花池。

民國(guó)初年，保定商人借助積水閘上下的高低落差建設(shè)了兩家水磨面粉廠。積水閘的河堤上架木板鐵欄簡(jiǎn)易橋，兩家磨坊在橋的南北兩側(cè)緊鄰積水閘，積水閘在東，磨坊在西，平行橫跨于河道中。將積水閘關(guān)閉后水位抬高，水就會(huì)從水磨坊下方流過。水磨的動(dòng)力部分是一個(gè)臥式水輪，在水輪的主軸上端安裝磨的上扇，下扇磨盤固定安裝在磨坊底部，流水沖動(dòng)水輪帶動(dòng)上扇磨轉(zhuǎn)動(dòng)，上扇磨的上方懸有存放原糧的吊斗，這些糧食就隨著上盤磨上的進(jìn)口進(jìn)入兩扇磨中間，經(jīng)過反復(fù)碾壓、摩擦使顆粒狀的物品變成粉末及漿狀，又沿著上下磨盤的紋理由內(nèi)向外運(yùn)移至出糧口。

在陳伯濤先生的《保定古城街巷史話圖說》中有記載：“永濟(jì)、源豐兩家水磨面粉廠，其中永濟(jì)廠規(guī)模比較大，永濟(jì)廠有工人19名，水磨5盤，日磨面粉20多袋。源豐有工人10名，日磨面粉10多袋。”昔日的吳家灣河面寬闊，水流充沛，四季常流，給水磨坊也創(chuàng)造了良好的動(dòng)力運(yùn)行條件。這是保定最早的民族工業(yè)之一，也是一畝泉水資源的進(jìn)一步開發(fā)利用。民主革命時(shí)期，保定二師愛國(guó)學(xué)生在學(xué)校的樹葉都被吃凈的情況下，趁夜里從學(xué)校圍墻跳出去。校舍的西南角是靈雨寺農(nóng)戶，通過農(nóng)戶南邊的大石橋就到了水磨坊，他們就在水磨坊里購(gòu)買面粉。兩家水磨廠在1948年毀于戰(zhàn)火之中，1949年楊樞衡和馬春瑞又分別開辦了衡記和自新水磨面粉廠。

作家孫犁回憶：“在保定西關(guān)育德中學(xué)上學(xué)時(shí)，在南城門外的大街上，從西關(guān)水磨那里會(huì)傳出嘩嘩的流水聲。”閃保利先生在《風(fēng)景如畫的吳家灣》中這樣描述：“二十世紀(jì)六十年代，此處除增加了在民初新建的兩家水磨面粉加工廠外，基本仍保留著明嘉靖年以后400多年的原貌。”那時(shí)我上班去要走河堤，穿過大閘上的木板橋，再過大石橋，進(jìn)農(nóng)大北院南門（現(xiàn)八中宿舍處）。1978年，西下關(guān)街南段調(diào)直，大石橋被拆除，緊鄰其東另建紅衛(wèi)橋。上世紀(jì)七十年代興修戰(zhàn)備路（天威路）時(shí)拆掉了大閘，填平了向南的河道，在西邊約100米處建了現(xiàn)在的水閘和河道。原大閘位置在現(xiàn)農(nóng)機(jī)局宿舍樓下，大堤在園林處宿舍至農(nóng)機(jī)局宿舍一段。如今，除留下來為數(shù)不多幾張積水閘、水磨坊的老照片的史料外，實(shí)物已不復(fù)存在，甚是可惜。

保定水利博物館里不僅有水磨面粉廠和積水閘的記載，還有關(guān)于水碓磨的記載。到了南北朝時(shí)期，杰出的數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家、科學(xué)家祖沖之（今保定淶水人）又在水碓和水磨的基礎(chǔ)之上將二者加以結(jié)合改進(jìn)制作出了水碓磨，水碓磨生產(chǎn)效率更加高效。山西繁峙巖山寺有幅壁畫《水碓磨坊圖》對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)描繪得十分精確，可以說它是一幅水碓磨的基本機(jī)械結(jié)構(gòu)圖。保定水利博物館根據(jù)《水碓磨坊圖》經(jīng)過深入細(xì)致的分析與研究，在古代水利展廳里利用三維動(dòng)漫的形式模擬展示水碓磨的機(jī)械結(jié)構(gòu)與工作原理。水碓磨是以水流沖擊立式水輪，并利用同一根傳動(dòng)軸，通過輪軸帶動(dòng)左側(cè)的水碓上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)又通過兩個(gè)直交的齒輪帶動(dòng)右側(cè)的磨盤旋轉(zhuǎn)，也就是一個(gè)大水輪同時(shí)驅(qū)動(dòng)水碓與水磨，實(shí)現(xiàn)粉碎、碾磨流水線同時(shí)作業(yè)的機(jī)械工具。

入唐以后關(guān)于水碓磨的記載更多，其用途也逐漸廣泛，不再僅限用于谷物加工，花生等油料加工，香料、礦石、紙漿的加工，藥材的研磨乃至于磚塊和陶瓷制造等皆可應(yīng)用。相比人力，水力更加省工省力，而且具有持續(xù)性，大大提高了生產(chǎn)力水平。生產(chǎn)力是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，生產(chǎn)力水平的高低直接影響到經(jīng)濟(jì)的繁榮和發(fā)展。水碓磨的發(fā)明體現(xiàn)出了當(dāng)時(shí)水利技術(shù)發(fā)展的最先進(jìn)水平，是中國(guó)古代科技史上的又一大成果，在當(dāng)時(shí)世界上也處于領(lǐng)先地位。

隨著眾多高效的水利機(jī)械在社會(huì)的普及及應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，極大地提高了古代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的工作效率，也大幅度地提升了人們的生活質(zhì)量。這些水利機(jī)械工具滲透著中華民族祖先的智慧和技能，同時(shí)這些科技成果的傳承和創(chuàng)新為我們今天的科技發(fā)展研究提供了重要的啟示與借鑒。