水車小屋

水車小屋（すいしゃごや）または水車場（すいしゃば）は水車を備えた構造物で、水車によって穀粉、製材、織物生産、金属加工など何らかの機械的工程を駆動する。英語では watermill と呼ぶが、直訳すれば「水力の製作所」であり、必ずしも水車が必須とは言えないし、小屋とは限らない。
日本では、農村などで米搗きなどに利用する目的で近年までは全国各地に見られたが、最近ではその数は激減した。しかし、その牧歌的景観は日本の田園風景によくなじむものとして、観光目的などで残されたり、再建されたりしている。南ドイツ一帯にはまだ水車小屋の多く残る地帯がある。

歴史

水車場には基本的に2種類のものがあり、1つは垂直な水車で駆動して（回転軸を変換するために）歯車機構でその動力を伝達するもので、もう1つは水平な水車を使うものである。前者はさらに水が水車にどう当たるかによって、上射式水車、中射式水車、下射式水車に分けられる。

古典古代

水車場の構成要素である水車と歯車は紀元前1世紀にギリシア人が発明し、ローマ帝国時代には下射式、上射式、中射式の水車場が運用されるようになった。
西洋での動力水車についての最古の文献は、ビザンチウムのフィロン（紀元前280年-220年ごろ）に仮託した紀元前80年頃のものである。サキヤ（水汲み水車）の螺旋機構はそのころ既に完成しており、プトレマイオス朝エジプトの紀元前2世紀の壁画にも描かれている。
Lewis は水平型の水車を使った単純な水車場はギリシアの植民都市ビュザンティオンで紀元前3世紀前半に、垂直型の水車による水車場はプトレマイオス朝時代のアレクサンドリアで紀元前240年ごろに実用化されたとしているが、一般的には紀元前2世紀後半と考えられている。
古代ギリシアの地理学者ストラボンは『地理書』の中で、紀元前71年より以前からポントスのミトリダテス6世の宮殿の側に水力製粉所があったことを記している。
古代ローマの技師ウィトルウィウスは紀元前40年から紀元前10年ごろ、西洋では初めて水車場について工学的な記述を残している。それは下射式水車を動力源とし、歯車機構でそれを伝達するものだった。また、パン生地や粘土などを捏ねる水力機械の存在も示しているともしている。
古代ギリシアの風刺詩人テサロニカのアンティパトロスは、紀元前20年から紀元10年ごろの改良された上射式水車を使った水車場について記している。彼はその製粉の様子と人間の労働を軽減するという事実を次のように賞賛している。
粉挽きの少女たちよ、製粉機から手をどけよ。たとえ鶏鳴が夜明けを告げても、眠り続けよ。デーメーテールがお前たちの手作業をニュンペーに課し、それらが車輪の上に飛び乗って車軸を回させるのだから。それを取り巻く歯車と共に、車軸はニシロス島産石臼の中空の錘も回転させる。苦役なしに大地の産物を享受できるようになれば、ふたたび黄金時代が訪れるだろう。
古代ローマの博物学者大プリニウスは紀元70年ごろの『博物誌』の中で、イタリア半島の大部分で水力駆動のはねハンマーが使われていることを記している。シリア属州のアンティオキアでは、紀元73年ごろの縮絨（毛織物の仕上げ工程のひとつ）用水車場の証拠が見つかっている。
南フランスの紀元2世紀のバルブガル水道には水車場があり、古代ローマの西側では機械動力が集中していた地域の1つである。16台の上射式水車があり、同数の穀粉機を駆動していた。1日で約4.5トンの穀粉を生産していたと見られ、アレラーテに当時住んでいた12,500人の住人の食べるパンを作るのに十分な生産量だった。同様な水車場複合施設はローマに小麦粉を供給するためにヤニクルムの丘に建設された。この施設はローマにとって非常に重要だったため、後にアウレリアヌス城壁内になるよう城壁が建設された。
2世紀末ごろの中射式水車を使った水車場がフランスのレ・マルトル＝ド＝ヴェールで発掘されている。
紀元3世紀のヒエラポリスには石切り用水車場があり、クランクやコネクティングロッドといった機械要素を使った西洋では最古の例として知られている。同様の水車場は6世紀ごろのジャラシュやエフェソスの石切り場にもあった。4世紀の詩人アウソニウスはモーゼル川についての詩の中で大理石の石切り用水車場（現在のドイツにあった）について記している。ほぼ同時代のキリスト教の聖人ニュッサのグレゴリオスもローマ帝国各地で水力が利用されている様を記録に残している。
最古のタービンを使った水車場とされているのがアフリカ属州のシャムトウ遺跡やテストゥールで見つかった遺構で、3世紀末から4世紀初めのものである。水力を使った最古の炉としては、フランスのマルセイユで見つかった遺構がある。
大プリニウスによれば水車場は主に穀物から穀粉を作るのに使われたが、他にも縮絨や大理石の石切りにも使われた。
古代ローマでは固定の水車以外に水面に浮かべる形の水車も使い、ローマ帝国各地で水力を利用していた。軸が垂直で水車本体は水平なものをギリシア式、軸が水平で水車本体が垂直なものをローマ式と呼んだ。ギリシア式の方が古くからあって構造が単純だが、水流の速度が速くないとうまく機能せず、駆動できる石臼も小さかった。ローマ式は歯車を使って回転軸の方向を変換してやる必要があった。
古代ローマの水車場は十数か所しか見つかっていないが、ローマ水道が広範囲に張り巡らされていたことから、まだ見つかっていない水車場の遺跡があると見られている。例えばロンドンでは、フリート川に沿って存在した水路の遺構から潮力を使った水車場と見られるものが見つかっている。
537年、東ローマ帝国の将軍ベリサリウスは東ゴート王国を包囲した際に、水面に浮かべる形態の水車船と呼ばれるものを巧妙に使い、ゴート人への水の供給を断った。これは、流れの速い川に係留して浮かべた船に水車を設置したものである。

中国

中国では紀元前3世紀から水車が使われている。当初ははねハンマー（または杵）や石臼を機械的に回転させる動力源として全土で広く使われ、各地の墳墓や遺跡から遺構や部品が発見されている。天体観測用の渾天儀（張衡参照）などにも使われた。
紀元前2世紀の前漢代になると水力を動力として歯車やシャフトを介して動作させる鉄の熔連用の鞴、窯の操作抗、翻車が作られた。前漢の学者の桓譚の20年ごろの著作『新論』に、水力による杵についての言及が見られる。また後漢書では、杜詩が建武7年（30年）にクランクなどの機械要素を使っ水排(水力の鞴)を作った」との記述がある。。
488年、数学者で技術者の祖沖之が水碓磨(水力によるひき臼)を作り、それを南斉の武帝（在位482年-493年）が視察した記録が残っている。隋代（581年-618年）の楊素は、6世紀初めまでに数百の水磑(水車場)を運用していたと書かれている。。『広弘明集』に、大業8年(612年)水車場から得られた利益について仏僧が議論していることが記されている。。
唐代（618年-907年）になると737年に水路についての法律が制定され、水車場が水路を妨げてはならないとされ、場合によってはその使用が特定の季節に限定された。8世紀唐代の別の文献では、有力者のものであれ、商人のものであれ、仏教寺院のものであれ、法規制に違反した水車場を政府が取り壊していたことが記されており、そういった法律が厳格に適用されていたことがわかる。唐の皇帝玄宗（在位712年-756年）に仕えた宦官高力士は天宝8年(748年)に5台の水車のある水車場を所有しており、日産300斛ほどの小麦粉を製造していた。
610年か670年に、日本に水車場の技術が伝えられたという説がある。チベットには遅くとも641年までには伝わっている。

イスラム世界

イスラム世界では、東ローマ帝国やサーサーン朝の遺領であるイランからエジプトの掛けて、広く使用されていた水車を継承している。イスラム世界での水車場の用途としては、製粉、籾すり、杵つき、製材、製鉄、製糖などがあり、水車船や潮力水車場もあった。11世紀までにイスラム世界のほとんどあらゆる集落に水車場ができ、その範囲はアンダルスや北アフリカから中東を経て中央アジアにまで広がった。中東の技術者は水車場や揚水機械にクランクシャフトやタービンや歯車を使い、水源としてダムを建設し水の位置エネルギーを蓄えることで、水車場などにさらに力を供給できるようにした。縮絨や製鉄のための水車場はアンダルスからキリスト教世界（スペイン）に12世紀に伝わった。水車場を中心とした比較的大規模な工場が11世紀から13世紀のアンダルスで建設されている。
イスラム世界の技術者らは、水車の出力を高めるためにいくつかの手段を使った。その1つは、橋の橋脚に水車を設置して捉える水流の量を増やすというものだった。もう1つは流れの中に係留した船に水車を設置した水車船である。この技法は10世紀にチグリス川とユーフラテス川で採用され、チーク材と鉄でできた巨大水車船で日産10トンの穀粉を生産し、バグダードの穀倉に供給していた 。

現代の水車場

20世紀初めごろには先進国では電力が安価に使えるようになり、水車場は廃れていったが、1960年代ごろまでは田舎の水車場で運営が続けられたところもあった。今も運営されているのは主に観光用がほとんどで、水車を動力源として何らかの生産をしているところは少ない。
開発途上国では今も製粉に水車場を使っている国もある。例えばネパールには25,000箇所、インドには200,000箇所の水車小屋があると見られている。その多くは古くからの方式のままだが、一部は木製の部品を金属製のものに置換して効率を向上させている。例えば Centre for Rural Technology, Nepal は2003年から2007年の間に2,400箇所の水車小屋を改造している。