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莫高轶事——我的敦煌生涯(八) ——修建莫高窟水电站记事

摘要: 2014年9月敦煌研究院召开建院七十周年庆祝会期间,我重游莫高窟上、中两寺的院史陈列馆。在上、中寺的一处廊子里,放置着一个下没有底,上没有盖的大木桶式的物件,高约3米,这一件东西把我的思绪引向五十五年前的往事:1959年敦煌文物研究所工作人员全体出动,在大泉河上修建莫高窟水电站,这不是天方夜谭,的确是真实而且实现了的往事。在大泉河上修建供研究所工作和生活用电的水电站,就我们当时在莫高窟工作和生活的人们来说, ...

2014年9月敦煌研究院召开建院七十周年庆祝会期间,我重游莫高窟上、中两寺的院史陈列馆。在上、中寺的一处廊子里,放置着一个下没有底,上没有盖的大木桶式的物件,高约3米,这一件东西把我的思绪引向五十五年前的往事:1959年敦煌文物研究所工作人员全体出动,在大泉河上修建莫高窟水电站,这不是天方夜谭,的确是真实而且实现了的往事。在大泉河上修建供研究所工作和生活用电的水电站,就我们当时在莫高窟工作和生活的人们来说,特别是长期在昏暗石窟中工作的人来说,多么盼望在明亮的灯光下临摹壁画啊!

一、启动工程

领导寄希望于利用大泉河的小小水流发电,据当时的估算,大泉河平均流量大约为0.08立方/秒。据莫高窟古文献记载,莫高窟是“前流长河,波映重阁”,说明过去大泉河的流量可能要大一些,但现在的大泉河只有涓涓细流,要建成能够供工作和生活用电的小水电站,必须筑坝蓄水,形成一定的落差,因而就首先要选择适当地点,修建成一座小小的发电站。工程启动之后,常所长从敦煌水电局请来了一位青年技术员,并安排我跟着他学习。我当时是一个刚刚戴上右派帽子的编外人员(每月领取的是生活费,不叫工资),且我根本不懂水电,但只能接受任务,不敢稍有疏忽。县上的技术员在现场勘查之后选择了修坝蓄水的地点,水坝的水通过原来的引水渠道,在第131窟南头河岸上选定一个地方建电站。他给我提供一份简单的电站图纸,虽说是小小的电站,但麻雀虽小,也必须肝胆俱全,小电站有什么进水管、涡壳、尾水管、水轮机、传动轴等等。我是学建筑的,虽然属于工程技术,但水电则是另一行当。幸好这位技术员介绍了一位敦煌县木器社的木工刘师傅,听说曾送出去学习过水力发电设备的制作技术,木工师傅虽然学习过水电技术,但他看不懂图纸。我是学建筑的可以看图,就利用现学现卖的一点知识,与木工师傅一起努力。水电站的动力部分除传动轴、轴承是金属制造之外,其他的部件全由木料制作。

小电站是筑坝引水,坝址大约在石窟以南约3、4百米处河床较窄的地方,修筑了约4米高的水坝,蓄水高度约3.5米,坝的西侧修引水口、闸门,上面安装一个小启闭器,通过闸门把水引到电站的进水口,水流经涡壳的旋转,使进水的宽度收缩,进入水轮机,流水在下落过程中产生冲力,带动传动轴下的叶轮,形成高速旋转的动能,即可经皮带传动带动电机旋转产生电力。这就是我那时现学现卖得到的一点粗浅常识。好在我家兄是学电的,给我寄来一些水电方面的通俗书籍,我则是饥不择食,匆匆拿来赶紧学习,以便能够承担这一当时的重大使命。

二、拦水筑坝

在石窟南端约3、4百米处,河面较窄,也是平常引水灌溉莫高窟土地、林木及生活用水的渠道的起点。筑坝的工程量虽不大但却是当时研究所二、三十人难以解决的。适逢当时敦煌县正在办一个水利培训班,大概是所里领导和县里取得联系,把培训班的学员全体借调到莫高窟,无偿的参加修筑水坝的劳动。坝址的前后不能取土,只能用所里的一辆马车从上游的一些草滩边沿取土,运土距离约一百米左右。当时河床两岸都是岩石,河床上全是砂砾石,砂砾石是松散体,也不能夯筑,只是简单的堆积成梯形的坝体。坝的下面还打了若干木桩,为了在蓄水之后坝体迎水面不至坍塌,大概用了一个多月时间就完成了。

在修筑坝体的同时,坝的西端用片石砌成进水口,并沿着大泉的西侧原来的引水渠,把水渠的外侧加高。加大引水渠的断面,使其能容纳较大的水流量。

三、修建机房

水电站的重点工程是发电机房,工程量不大但有一定的技术含量,发电机房下层是浆砌片的机坑呈U形,敞开的一面是发电时尾水的出口。机房是安置水轮机的地方,木制的水轮机是用若干导水的叶片组成,水轮的中心即传动轴,其下即木制的四片螺旋叶片,是在水流冲击产生动能的器件,传动轴的上部安装一木制皮带轮,即带动发电的部件。围绕水轮机是导水的木制涡壳,水流经涡壳呈旋转状把水流的空间越变越窄,水流经涡壳的压缩流速越来越快,经水轮机导入尾水管,尾水管上端是中心即是传动轴,下面是叶轮,在高速下落并旋转的水流下,飞速旋转,这里要提到两件事:木制的所有部件都是刘师傅制作的,唯有涡壳的制作是刘师傅在地板上反复比划都没有解决,涡壳在平面是非同心圆的圆弧线,我帮助他按图纸所示,定下若干点,分段求圆,把他的问题解决了。发电站关键部件是一根金属传动轴,在敦煌县上无法解决,常书鸿所长带我去七里镇石油部石油运输公司找到公司领导,安排他们的机械厂为我们设计制作这一部件。我向他们的工程师说明我们的要求,他们说没有问题容易解决。后来我跑了两趟七里镇,机械厂圆满的加工了传动轴,实际上他们是利用报废的汽车的传动轴,安装了两付伞形轴承,拿回莫高窟,经安装到水轮机上完全合格。发电站可以说是万事俱备了,这时,水坝也完成了,然后又把引水渠的渠岸加高,水渠容积加大,最后是把发电机从机房搬到水电站,紧锣密鼓地安装到位,输电线路也敷设完成了。我当时是既紧张又兴奋,全所人员加上水利培训班的学员,一个多月的辛勤劳动最后就看试运行这一刻了。

四、结局

试运行这天,水坝上、引水渠上都安排了看守人员,常所长下令开闸放水,我在电站观看运行情况:我看到引水渠中高涨的水流奔腾而下,到了电站进水口直冲向水轮机,看到传动轴由缓慢转动到高速旋转就在几秒钟内发生了,发电机在皮带的带动下也转动起来,我们还来不及欢呼,水流很快就消退了,水量减小,传动轴转速缓慢停止下来,这时引水渠上传出喊声:“水渠垮了!”这以后又经过多次修复都无法达到输水的要求,后来因为其他紧急任务,发电站的事情就停下来了,据说当时甘肃日报还发了消息称莫高窟已建成了水力发电站。那天在洞窟中临摹的美术工作人员,也在等待着输入电流,等待着电灯大放光明的时刻。在传动轴由缓慢转动到高速旋转之时,发电机在转动起来的瞬间,确实电灯是亮了,但仅仅不到一分钟就熄灭了,长久的期望就这样破灭了。

为水电站修建的蓄水坝在后来的洪水冲击下被夷为平地,但是莫高窟的林木、农地需要灌溉,人们需要日常用水,所以旧的引水渠任然在使用,电站成了不用水时的排水口,小小的水流冲击着水轮机不停地转动,但是水量太小无法带动发电机,就这样,水轮机无力地转动了几年,似乎在向世人述说它的经历和不幸的遭遇。

事后再回顾建发电站的大事,人们只争朝夕在一个多月就建成了水电站的干劲令人敬佩,虽然最后失败了, 如果把这种干劲加以科学的的指导,是可以较快办成一些好事的。

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