図のように、水面（紙面）に垂直に立てた回転軸pから、水面方向に放射状に伸ばして広げた羽根を水に浮かべて、（1-1）式の角速度で羽根を静かに回すと、水底の水は水面方向に導かれて上昇し、（1-2）の式で表わされる、膨大な水量の湧昇流が誘起される。

ω = k₀ (1/ρε)^1/3 {P/R⁵}^1/3(1-1)

M = (ε²/ρ)^1/3 {PR⁴}^1/3(1-2)

• M；耕水量(湧昇流量)　[m³/s]
• P；水掻き羽根を回すパワー(電力)　[W]
• R；水掻き羽根の長さ　[m]
• ω；水掻き羽根の角速度　[rad/s]
• ε；水掻き羽根の形状係数
• ρ；水の密度　[Kg/m³]
• k₀；k₀ ≧ 1　水掻き羽根の本数と回転数による係数で、本数が増すにつれて、回転数にも依存しなくなって、k₀は1に収歛していく。

　式（1-2）は、水接き羽根の長さRを10倍にすると、電力を10000倍にしたのと同量の湧昇流が得られるということで、省エネ効果はRの4乗で利くことを教えたものである。