三月二十六，袁崇焕出任燕山总督。此时的燕山总督，仅负责居庸关以东到山海关的军务。总督府设在蓟州，赵率教领兵一万守遵化，满桂领兵一万守三屯营，袁崇焕领祖大寿，吴襄等三万人守蓟州。长城各关口另加兵防守。
华北一带，从二月初六下了一场小雪之后，已经五十余天滴雨未下。春耕马上就要开始，崇祯看快速打井方法的研究没有进展。三月二十八日，就召集李凤翔和众多工匠，在皇城空地上商量对策。
经过一番了解，崇祯了解了目前打井的步骤和方法。崇祯提出了后世常用的机械钻井思路，其实当时主要的问题，是缺少钻井的动力。崇祯先问了一下目前的打井工具，建议改成旋转式钻井，一旁的工匠迅速用熟铁先制作了一个小型的中空旋转钻头，大约一尺内径，通过绞盘带动钻头，泥土会进入钻头内部，操作起来很是方便。只依靠人力的话，打井的效率还是有点低。
崇祯又提出了简易的蒸汽轮机方案，工匠仍是先制造一个缩小的模型。和瓦特蒸汽机相比，蒸汽轮机具有更高的转速和热效率，也具有更低的成本和机械结构。毕竟汽缸对密封度要求很高。经过一夜的制作，小型蒸汽轮机模型完成。
对后世而言，这样的蒸汽轮机就是玩具。但早期的瓦特蒸汽机同样功率不大。这个模型目前只是为了论证蒸汽轮机是否可以带动钻头。一个简易的锅炉，四周密封，留有加水口，和一个储水罐连接，这样可以在锅炉水位下降到一定水平后加水。加水之后再堵上加水口。锅炉上部有一个细铁管，排出蒸汽。铁管之外，是一个叶轮，与传动轮连接，由传动轮带动钻头。模型的试验非常成功。
按照实用的打井方案，井的直径要达到两尺以上最好。在整个装置放大的过程中，华北平原的旱情进一步严重。
时间已经到四月份了，殿试结束了，新的一批三百五十名新科进士出来了。
四月初六，直径二尺五寸的钻机和加高加厚的锅炉最终定型，为了减少蒸汽动力的浪费，叶轮进行了密封，蒸汽从水平的叶轮左方进入，沿着叶轮旋转方向转大半个圆圈，然后从顶部排气孔排到高空。直径四尺的驱动轮形成动力，带动钻机旋转。这样钻一个三丈以内的井，准备就绪之后需要一个时辰。这远低于后世十五分钟左右钻一个十米直径三尺桩孔的速度。
即使这样的速度，已经远远高于目前人工各种挖井的速度。四川盐井的开始十米，也需要一天到两天时间。
经过抽水机研发之后，仅仅两天时间，兵仗局就拿出来低成本制作的方案。一套钻机和蒸汽轮机的总费用是三十二两白银。大明此时，白银的购买力很强，红衣大炮之所以代价高昂，主要是废品率太高了。当时大口径火炮的铸造成功率仅是20左右。也就是说，一门火炮的成本，其实是五门火炮的成本总消耗。
从四月初九开始，兵仗局每天生产五台蒸汽轮机和钻井，并及时运到合适的皇庄。每台钻机每天可以钻成三眼水井。就这样灌溉水井一步步在皇庄扩散。此时抽水机的生产能力已经达到每天一百台。
崇祯同时将抽水机，钻机，蒸汽轮机的图纸，通过官府发到各个官营私营铁器作坊。随着参加会试的举子先期对抽水机的宣传，此时抽水机也广泛传播到大明各地。
大明北直隶一带，如果没有旱灾影响，三月二十前后就应该开始春耕。只有靠近大小河流湖泊的水田，没有受到影响。大部分土地水利条件不足。到四月初十仍无法春耕。即使再抗旱的农作物，在这种干旱情况下，也无法存活。
曹化淳是三月二十三日，采购了大批甘薯回到京城。借助于抽水机，这些甘薯已经在育苗之后移栽到田地。甘薯的优势，是可以用藤蔓繁殖。到四月十八，旱情进一步扩大。好在有了快速打井的钻机，皇庄的农田水井快速增加。曹化淳第一批移栽的甘薯约有一千亩，从四月二十日开始，曹化淳指挥人员用藤蔓开始第二批移栽。
如果不是持续干旱，曹化淳要说服佃户种植甘薯的难度很大。现在佃户已经没有太多选择了，种植春小麦已经来不及了。
蒸汽轮机和钻孔机，在这场干旱面前，有点力不从心。毕竟从无到有，数量上的欠缺，只能慢慢弥补。用在皇庄的蒸汽轮机，钻井机，抽水机，都要崇祯自己支付成本。这样内努存银也在快速下降。
时间一直到了六月二十三，北直隶一带才开始有了降雨。此次干旱持续时间长达一百三十多天。整个大明帝国的北方，陕西，山西，北直隶，河南部分，受干旱影响，至少有一半的土地面临全年没有收成。有一部分地方是冬小麦，减产严重。有一部分地方种下了春小麦，减产严重。而这种情况，在崇祯来自后世的记忆中，将在北方频繁出现。
值得崇祯高兴的，就是经过今年的铺垫，抽水机，蒸汽轮机，钻井机的数量会不断提高。当数量形成规模之后，大明帝国就会拥有足够的抗旱能力。
甘薯经过曹化淳的多次藤蔓移栽，已经扩大到三万亩。此时进一步移栽已经没有必要了。在小冰河时期，八月底北直隶就会有霜冻。甘薯必须收获。先后移栽的甘薯，最后产量也大不相同。甘薯在北方冬季要保存，必须有地窖。曹化淳又指挥一众太监，用钻井机钻制保存甘薯的地窖。
时间一点一点过去，北方的流民快速增加。陕西众多的造反仍然没有报到京城。
八月二十一，山西阳和卫地震。九月初十夜，京师地震。九月二十一日，郑芝龙招抚的消息传到京师。
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