发电之声｜大唐三门峡发电公司：多彩活动扮亮“安全生产月”

2025年3月23日，有些春寒料峭，仝昭巍大姐领着(lǐngzhe)我们(wǒmen)，敲开了(le)郑州金水区东里的一扇门，面前的老人儒雅亲和，正是我们这次(zhècì)要采访的小浪底工程总设计师林秀山老总。客厅的吊灯射着金黄温暖的光，在小书房隔桌相向而坐，几杯清茶(qīngchá)，一个笔记本。一次有关治理黄河的叙述(xùshù)在林老微笑与低缓轻柔话语中缓缓展开。言如金玉，我们细细倾听。 谈到三门峡水利枢纽工程(gōngchéng)，林总说(línzǒngshuō)：“三门峡工程是按(àn)治黄总体规划确定，旨在(zhǐzài)以解决黄河(huánghé)最迫切的(de)(de)洪水灾害并综合兴利的笫一个(yígè)大型水利水电工程，工程由苏联(sūlián)列宁格勒设计院设计。苏联专家(zhuānjiā)包括大多国内专家对黄河泥沙的工程特性均认识不足，工程设计缺乏足够(zúgòu)的泄洪(xièhóng)排沙设施，采用蓄水拦洪的运用方式，致使工程投运后水库很快就发生严重淤积，潼关河床抬高(táigāo)，顶托渭河，土地盐碱化，危及关中平原安全。三门峡进行了两次改建增加(zēngjiā)泄洪排沙设施，相应修改了水库运用方式，由蓄水拦洪，滞洪排沙最后汛期采用径流运用方式，未能实现预期的开发目标。总的来说工程的规划设计是失败的，经验教训是深刻的。”他停顿片刻，接着说：“三门峡工程的兴建集中了国内的精兵强将，1961年7月我有幸和同学们曾在三门峡进行为期一个月的生产实习，住在刚建成的三门峡的黄河饭店，垫着麦秸打地铺，每天乘小火车来往工地现场，留下(liúxià)了深刻的记忆。由于工程局刘子厚、王化云等(děng)老一代人的领导，参与建设者的拼搏，认真而(ér)一丝不苟的工作精神，三门峡工程的质量是一流的，这些参与建设者后来成为水电十一局，七局，八局等的核心力量，为我国水利水电的后续发展培做出了杰出贡献。” 谈到为什么要建小浪底(xiǎolàngdǐ)工程时，林总说：“1975年淮河发大水，60多个中小水库垮塌，造成严重破坏。大水如果发生在三门峡(sānménxiá)到花园口之间，会产生4万立方米每秒(měimiǎo)的洪水。山东、河南向水利部(shuǐlìbù)打报告，尽快上大工程。” 1976——1984年，是小浪底水利枢纽(shuǐlìshūniǔ)工程(gōngchéng)的规划(guīhuà)(guīhuà)阶段，八年，已经远远超过了一个普通水利工程规划所需时间。小浪底水利枢纽工程的规划在(zài)当时已不单纯是一个的水利工程规划问题，而是(érshì)涉及整个黄河(huánghé)如何治理的问题。其实，最关键的还是泥沙。“黄河斗水，泥居其七。”假如泥沙淤堵问题不解决，再修一座水库将会是又一个三门峡。三门峡的前辙，使当时的决策者和全国上下的水利专家们在面对“黄河”时，更多了十分的敬畏与审慎！ 谈的(de)最多的是小浪底工程，这里，是他(tā)多年积淀的厚积薄发，是他倾注的半生心血，更是他一生的成就榜。 林(lín)秀山曾任黄委设计院（黄河勘测规划设计研究院有限公司(yǒuxiàngōngsī)前身）副院长兼小浪底工程设计分院院长，1987年兼任小浪底设计总工程师，主持完成(wánchéng)黄河小浪底水利枢纽工程的初步设计、初设优化，国际招标(zhāobiāo)设计、利用世界银行贷款可行性研究。 1994年以来，林总主持小浪底(xiǎolàngdǐ)水利枢纽工程施工详图设计(shèjì)，完成400余项科学试验及论证(lùnzhèng)研究工作，解决了小浪底工程一系列极具挑战性的技术难题。先后荣获(rónghuò)河南省首届“科技功臣”、第十四届(dìshísìjiè)全国优秀工程勘察设计金奖（第1完成人）。他主持设计的小浪底工程荣获中国水利工程优质（大禹）奖、中国土木工程詹天佑奖、中国建筑工程鲁班奖、国际大坝委员会(guójìdàbàwěiyuánhuì)授予的“堆石坝里程碑(lǐchéngbēi)工程”、新中国成立(chénglì)60周年“百项经典暨精品工程”等等。2022年林总获评第三届最美水利人。 去年河南省(hénánshěng)政协“国家记忆”项目向林总(zǒng)约稿，于是有了“我与小浪底的不解之缘”的回忆文章(wénzhāng)，省内大型工程的个人亲历忆录将汇编出版，现(xiàn)文章虽未正式出版，经林总同意与读者分享，作为此次采访文章。 林秀山（左二）、仝昭巍和(hé)采访团队人员 我与黄河小浪底(xiǎolàngdǐ)工程的不解之缘 1939年我出生在太原，父亲(fùqīn)1920年就在阎锡山(yánxīshān)工厂当(dāng)(dāng)工人，哥哥姐姐都是(shì)刚过12周岁小学没毕业(bìyè)就进厂当了(le)童工。太原解放的(de)时(shí)候我十周岁，新中国成立后我才有了继续读书的机会(jīhuì)。小时候每当汾河发水时，爷爷就带我去汾河边看水。长大后我才知道汾河是黄河(huánghé)的第二大支流，有小黄河之称，黄河是中华民族的母亲河。1956年临高中毕业时我看到了1955年7月，在全国人大一届二次会议上，审议通过了《关于根治黄(zhìhuáng)河水害和开发黄河水利规划》的报告。标志着人民治黄事业进入了一个全面治理，综合开发的新阶段。黄河要全面治理，在黄河上要修建46个梯级工程。于是一改要报考机械工程的初衷，在1957年报考大学时四个志愿栏里填报了三个水利工程(shuǐlìgōngchéng)，并有幸考取了清华大学水利工程系。1963年1月毕业后服从国家分配至黄河水利委员会，成为一名治黄的黄河人，但那时的我并不了解黄河，工作后才有机会逐渐认识真正的黄河。 1963年参加工作后我被分配到(dào)位于山东(shāndōng)范县刚成立的金堤河工程管理局，金堤河是位于黄河北岸入黄的一条(yītiáo)平原河道，也是河南和(hé)山东的界河。1963年8月华北普降罕见暴雨，津浦铁路(jīnpǔtiělù)被冲毁，金堤河河水猛涨，位于范县金堤河上的樱桃园土坝即将漫坝时，我和同事挑开个豁口泄洪，很快樱桃园坝荡然无存，金堤多处决口，被淹村庄的老百姓逃在大堤上等待救援。樱桃园坝的位置据说是水浒传里十字坡孙二娘开店(kāidiàn)的地方(dìfāng)，附近有个村叫张青园子。这只是金堤决口，那时我联想到1938年扒开花园口上千万人受灾那是何等(héděng)的惨状。这次经历也是老天给(gěi)我这位初出茅庐的黄河人一次洗礼。 从公元前602年(周定王五年)到1938年的2540年间，黄河(huánghé)决口1540次，改道26次，黄河三年两决口，百年一改道，北夺海河从天津入海，南夺淮河从江苏入海，横扫黄淮海平原，面积达25万平方公里。黄河洪水(hóngshuǐ)成为中华民族的心腹之患。黄河洪水的症结在(zài)于泥沙(níshā)。黄河是(shì)世界上含沙量最大的河流(héliú)。据实测黄河1919—1960水文统计(tǒngjì)，多年平均输沙量16亿吨，大约1/4淤积在下游河床，致使黄河河床以每(měi)年10厘米的速度不断抬升，下游约702公里的河道随着河床的抬升需不断地加高大堤，形成举世闻名的地上悬河(xuánhé)。治河必须治沙。1965年王化云老主任提出了两坝一堤的治黄方略，即(jí)在下游加固堤防，在中游修建拦泥坝和淤地坝(yūdìbà)。拦泥坝建在干流和支流上形成拦泥库，淤地坝作为支沟的治理(zhìlǐ)手段(shǒuduàn)节节拦泥使泥沙不出沟。我被分配到黄河中游规划组的淤地坝组 ，在老同志的带领下几乎跑遍了中游黄土高原。那时出差(chūchāi)要带行李，在当地老乡家(jiā)吃饭(chīfàn)，有时在当地租自行车去调研，最豪华的一次(yīcì)是乘坐苏联拉炮的嘎斯63。看到那千沟万壑的黄土高原，每遇暴雨陡峻的支沟洪水挟带冲刷及由于重力侵蚀塌岸的黄土形成高含沙(gāohánshā)洪水，汇入黄河两岸的支流再进入黄河，往往形成高浓度含沙洪水，实测皇甫川洪水的含沙量超过1400公斤每立方米。据调查，有时无定河(wúdìnghé)由于含沙量过大会形成流动缓慢的浆河。也曾考察(kǎochá)过支沟治理的样板工程如南小河沟，韭园沟，确实做到了泥沙不出沟，但这样板工程是国家大量投入(tóurù)扶持的结果。鉴于黄河中游黄土高原的面积达15万平方公里，当时国家财力有限，靠淤地坝拦截泥沙不出沟是难以实现(nányǐshíxiàn)的。 1969—1975年我参与了位于晋西北和陕北黄河干流上天桥水电站(shuǐdiànzhàn)的(de)设计，这里曾是革命(gémìng)老区(lǎoōu)，是中央(zhōngyāng)特批支援老区发展的项目(xiàngmù)。我先任灌区规划组组长，先后负责水文分析，垮坝分析计算，水能计算，水轮机特性曲线测验(cèyàn)（天桥水电站利用原苏联制造设计水头15.5米的水轮机，将设计水头提高到18米），电站厂房暖通设计。1978年我负责洛河故县水库水电站的水轮机选型，实际工作使我对黄河的亲密(qīnmì)接触和进一步的认识，也使自己的专业知识面得到扩展和提高。 欢送同事留影，后排右一为(yòuyīwèi)林秀山（二十世纪六十年代） 善治国者必先治水。1952年国家领导人视察黄河时问王化云主任，“黄河来了大水怎么办？”王化云主任回答仅靠下游的(de)埽坝和(hé)(hé)堤防难以抵挡洪水，在黄河上必须修大工程。1961年我毕业生产实习去正在建设(jiànshè)的三门峡水利枢纽，期望三门峡建成后配合支流上建设的五大拦泥库，解决下游的洪水问题(wèntí)。由于众所周知的原因，三门峡的工程规划(gōngchéngguīhuà)设计对黄河泥沙(níshā)的工程特性认识不足，三门峡蓄水运用后很快发生严重的水库淤积，致使潼关河床抬高(táigāo)，顶托渭河，容易导致土地(tǔdì)盐碱化影响到关中平原的安危。三门峡的建设未能实现解决黄河下游洪水问题的预期目的。黄河洪水仍然是国家和民族的心腹之患。 如何解决黄河(huánghé)(huánghé)的(de)(de)(de)(de)洪水问题？全国的专家学者仁者见仁，智者见智，提出了(le)不同的方略(fānglüè)。如水土保持、加高大堤、开辟黄河下游新河道、三堤两河(liǎnghé)、引黄放淤、在(zài)(zài)黄河干流上龙门建设水库、建设桃花峪(yù)水库、建设小浪底防洪枢纽工程等。1975年(nián)8月淮河流域发生罕见的台风暴雨洪水，导致板桥及石漫滩两座(liǎngzuò)大型水库，两座中型及60多座小型(xiǎoxíng)水库垮坝，致使1100万人受灾(shòuzāi)，数万人死亡，造成世界上最大的水利灾害(zāihài)。经气象(qìxiàng)分析，发生在淮河流域的这场台风暴雨天气形势完全有可能北(běi)移至黄河流域三门峡至小浪底区间，那黄河将会形成40000立方米(lìfāngmǐ)每秒以上的特大(tèdà)洪水，远远超过下游堤防的防护标准(郑州花园口大堤的设防标准为抵御(dǐyù)1958年22000立方米每秒，相当于60年一遇的洪水)。河南，山东两省会同水利部联合向国务院报送《关于防御黄河下游特大洪水意见的报告》，提出在三门峡以下黄河干流上修建小浪底水库或桃花峪水库。报告认为，“从全局看，为了确保黄河下游安全，必须修建其中一处”。国务院以国发(1976)41号文件做了批复，原则上同意上述报告，即可对各项重大防洪工程进行(jìnxíng)规划设计。黄委会随即组织力量，全面开展了小浪底工程和桃花峪工程规划论证研究(yánjiū)，于1976年6月提出《黄河小浪底水库规划报告》，论证比较(bǐjiào)结果推荐小浪底正常高水位275米的高坝方案，并把防洪减淤作为开发任务的重点。1980年11月，水利部对小浪底，桃花峪工程规划比较进行了审查讨论，认为在解决黄河下游防洪问题方面，小浪底水库优于桃花峪水库，决定不再进行桃花峪水库的比较工作，并责成黄委会抓紧小浪底水库的设计工作。1983年3月，时任国家计委主任宋平和国务院农村发展研究中心主任杜润生联合主持召开了小浪底水库工程论证会(lùnzhènghuì)。会后宋平，杜润生向国务院提出了《关于小浪底水库论证报告》。报告指出，小浪底水库处在控制黄河下游水沙(shuǐshā)的关键部位，是黄河干流三门峡以下唯一能够(nénggòu)取得较大(jiàodà)库容的重大控制工程，在治黄(zhìhuáng)中具有重要的战略地位，兴建小浪底水库在整体规划上是非常必要的，黄委会要求尽快(jǐnkuài)兴建是有道理的，小浪底水库的主要开发任务应该是防洪，减淤。至此，结束了长期对解决黄河下游洪水问题的论证，小浪底在众多治黄方略中一枝独秀脱颖而出。 在1955年治黄(zhìhuáng)规划中(zhōng)小浪底为(wèi)第40个(gè)梯级工程，雍高水头27米，水库库容2.4亿立方米，是个径流电站。规划三门峡至小浪底三级开发，中间有任家堆，八里胡同两个梯级。小浪底高坝方案，即三门峡至小浪底一级开发，小浪底水库的(de)回水将直至三门峡坝下。小浪底位于黄河中游最后(zuìhòu)一个峡谷的出口，控制黄河流域面积92.3%，控制87%的黄河径流量及近100%的黄河泥沙(níshā),在治黄中具有十分重要的战略地位。 小浪底工程的建设曾两起两落，共(gòng)研究过五个坝址，最终确选定(xuǎndìng)三坝址(即现在的坝址)高土石坝方案。 1984年林秀山（右一）在旧金山参加中美联合轮廓设计(shèjì) 四、我与小浪底的情结(qíngjié) 1981年我考取了(le)公派(gōngpài)赴加拿大进修(jìnxiū)两年的(de)机会,作为访问学者，我的进修题目是“高土(gāotǔ)石坝的设计和施工”，想着回国后参与小浪底工程的建设，开始我和小浪底工程的亲密接触。在我进修期间，黄委会设计院组织进行了小浪底工程的可行性研究。1983年10月我进修回国，1984年黄委会将设计院完成的小浪底可行性研究报告报水利水电部审查。参与审查的专家学者对小浪底的可研报告提出了不少意见和需要进一步论证(lùnzhèng)研究的问题。时任水利水电部部长的钱正英说，对于小浪底这么复杂(fùzá)的工程，设计者(shèjìzhě)缺乏经验(quēfájīngyàn)，我们搞审查的人也缺乏经验。 1984年(nián)我被提拔为黄委会设计院副院长(yuànzhǎng)，分管小浪底工程设计。鉴于(jiànyú)小浪底工程的技术复杂性，经国家计委批准，水利水电部(bù)决定黄委会与美国柏克德工程咨询公司联合进行(jìnxíng)小浪底工程轮廓设计。轮廓设计的内容包括工程地质评价，主要建筑物选型及总体布局，按国际平均施工水平的施工组织设计等。合同签订后美方派专家来(lái)中(zhōng)国小浪底坝址及龙门坝址进行了(le)考察(kǎochá)。1984年11月(yuè)，时任黄委会主任龚时旸带领中方有关(yǒuguān)专业的设计团队20余人赴美国旧金山，进行了为时一年的小浪底中美联合轮廓设计。期间我担任中方坝工组组长，和我同时出国(chūguó)在美国进修的同班同学王咸儒任中方结构组组长。1985年10月中美联合设计结束。该轮廓设计确定了以隧洞群进口集中布置为特点的枢纽建筑物布置格局，左岸单薄山体作为大坝的延伸采用钢筋混凝土包山方案，提出了新型的由导流洞改建的孔板消能泄洪洞(xièhóngdòng)，按国际施工水平确定工程总工期为8.5年。1985年10月，水电部由冯寅(féngyín)总工主持，邀请了全国著名(zhùmíng)的专家教授50多人对轮廓设计成果(chéngguǒ)进行了审查。审查认为，该轮廓设计在技术上是可行的，有关小浪底工程地质评价，枢纽布置，建筑物设计，施工进度等方面的成果达到了初设(chūshè)的深度。 林秀山（右二）林昭先生（左一）、张光斗先生（左二(zuǒèr)）等合影 1985年5月，国家计委委托(wěituō)中国国际工程咨询公司对(duì)小浪底水利枢纽(shuǐlìshūniǔ)设计(shèjì)任务书进行了评估，评估意见认为，小浪底水利枢纽是当前治理黄河(huánghé)下游现实可行的(de)方案，明确小浪底水利枢纽开发目标为“以防洪（包括(bāokuò)防凌）减淤为主，兼顾供水灌溉和发电，蓄清排浑，除害兴利，综合利用(zōnghélìyòng)”。正常高水位275米(mǐ)，水库总库容126.5亿立方米(lìfāngmǐ)(yìlìfāngmǐ),其中防洪和调水调沙库容51亿立方米,为长期有效库容。设计正常死(sǐ)水位230米，淤沙库容75.5亿立方米,枢纽按千年一遇40000立方米每秒设计，按万年(wànnián)一遇52300立方米每秒校核，枢纽总泄流(zǒngxièliú)能力不小于17000立方米每秒，电站装机6x26万千瓦。评估意见认为，在水工设计安全可靠的条件成熟和财力许可时(shí)，宜尽早修建小浪底水利枢纽。国家计委以《关于审批黄河小浪底水利枢纽工程设计任务书的请示》呈报国务院(guówùyuàn)，并通知水利部，上述请示业经国务院领导批准。黄委(huángwěi)设计院按计委批示于1987年2月—1988年7月全面开展了小浪底水利枢纽初步设计工作。小浪底初步设计完成后，1988年8月水利部召开部务会议对小浪底初设文件进行了讨论，之后水利部《关于报请审批“黄河小浪底水利枢纽初步设计报告(bàogào)“的报告》呈报国家计委。之后，一直在进行初步设计的优化完善工作。 1987年我兼任小浪底(xiǎolàngdǐ)水利枢纽(shuǐlìshūniǔ)设计(shèjì)总工程(gōngchéng)师，主持了小浪底工程初步设计的(de)(de)(de)优化及随后的招标(zhāobiāo)设计和施工详图设计。在初步设计优化的三年多的时间里，对枢纽建筑物的形式，总体布局，泄洪(xièhóng)方式等进行了400余项科学试验论证(lùnzhèng)工作(gōngzuò)，将(jiāng)小浪底水电站的装机容量从6X26万千瓦，改为6X30万千瓦，扩机(kuòjī)增容24万千瓦。将原初设出口地面电站厂房改为地下厂房，由此取消了工作量巨大的6座调压塔，节约工程投资4亿元，并大大改善了工程的安全条件。1991年12月，水利部以《关于黄河小浪底水利枢纽初步设计中几个(jǐgè)问题的报告》上报国家计委，报告了初步设计优化后的枢纽总布置，泄洪方式，改地下厂房等几个问题的复审意见。1993年3月23日，国家计委以《关于黄河小浪底水利枢纽工程初步设计的复函》发至水利部，文称“根据国务院领导的批示，原则同意小浪底水利枢纽工程初步设计优化方案”，至此，属于工程初步设计阶段的工作才算正式结束。 为了(le)促进小浪底工程尽快上马，水利部拟部分利用世界银行贷款，责成我院编制了《部分利用世界银行贷款的可行性报告》。自1989年(nián)以来，历经(lìjīng)前后13次考察，世界银行于(yú)1992年10月-1993年5月进行了项目评估，于1994年6月，与世界银行签署了正式(zhèngshì)贷款10亿美元的协议(xiéyì)。也从而形成小浪底工程施工必须实行国际公开招标的方式进行。 林秀山在(zài)小浪底进水塔前（二十世纪九十年代） 黄河水少沙多，年均入库泥沙16亿吨，实测入库最大含沙量(hánshāliàng)超过900公斤每立方米。由于小浪底(xiǎolàngdǐ)工程(gōngchéng)独特的水文泥沙条件，复杂的工程地质条件(70米-80米的深厚砂卵石覆盖层，岩层(yáncéng)倾向下游且含软弱泥化夹层，断裂构造发育，左岸单薄山体(shāntǐ)，近坝(bà)库区及右坝肩滑坡体，要求按抗8度地震设计)，以及严苛的水库运用要求，国内外专家公认小浪底工程是世界坝工史上最具挑战性的工程之一。 （一）小浪底工程(gōngchéng)泥沙问题 为解决黄河(huánghé)下游洪水灾害确保(quèbǎo)黄河安澜，三门峡是黄河治理规划中推荐建设的第一个大型水利枢纽(shuǐlìshūniǔ)工程，工程由苏联列宁格勒设计院规划设计(guīhuàshèjì)。苏联专家以及大多数中国专家对黄河工程泥沙特性缺乏认识，当时作为与三门峡配套的五大拦泥水库(shuǐkù)也没有实施，导致运用(yùnyòng)后，水库淤积迅速发展，黄河潼关河床抬高，顶托渭河，土地盐碱化，影响到关中平原安危。后将水库运行(yùnxíng)方式从(cóng)蓄水拦洪改为滞洪运用，后又采用径流水库运用方式，并两次改建增加水库的泄流排沙能力。由此三门峡不能承担(chéngdān)解决黄河下游洪水的重任，教训是深刻的。我的设计团队在(zài)设计小浪底的过程中，有一无形阴影罩在头顶，即小浪底处在三门峡下游，泥沙问题更严重，工程地质(gōngchéngdìzhì)条件十分复杂，小浪底是否会成为第二个三门峡？ 林秀山和潘家铮院士在(zài)小浪底工程 如何解决黄河独特(dútè)的(de)工程泥沙问题是(shì)设计面对(duì)的最具挑战性的课题(kètí)。小浪底水利枢纽采用以隧道群泄洪为主，死水位泄流能力(nénglì)不(bù)小于7000立方米每秒，进水口(jìnshuǐkǒu)集中布置(bùzhì)的枢纽建筑物布置格局(géjú)，采用蓄清排浑的运用方式(fāngshì)，尽量(jǐnliàng)设法降低泄水建筑物和水轮机过流(guòliú)部件的流速，并采取各种有效的抗磨保护措施(bǎohùcuòshī)等，就是吸取三门峡教训后采取的应对措施。在(zài)枢纽布置中，泄水建筑物的选型(xuǎnxíng)与总体布局是关键所在。小浪底的泄水建筑物由9条(tiáo)泄洪洞和一座开敞式溢洪道组成。9条泄洪洞由三条洞径14.5米的孔板消能泄洪洞（由导流洞改建(gǎijiàn)而成），进水口高程175米,意味着在设计正常高水位下100米。三条直径6.5米的压力式排沙洞，进水口高程175米，位于高程190米—195m发电引水口下方。三条明流泄洪洞分别布置在高程195m、220m、224m。9条泄洪洞和6条发电引水洞，1条灌溉洞等16个进水口，高低左右错落有致地布置在直线排列的10座进水塔上，形成高位洞泄水，低位洞排沙，引清水发电的格局，制定了相应的运行要求，保证进水口不会(búhuì)被淤堵，并已被25年的运行实践所证实。小浪底集中布置的进水塔群前缘宽271米，在世界坝工史上所罕见(hǎnjiàn)。小浪底水库(shuǐkù)采用蓄清排浑，调水调沙的运用方式，汛期水库运用水位随水库淤积的发展(fāzhǎn)逐渐抬高。工程规划75.5亿立方米(yìlìfāngmǐ)的淤沙库容，由于国家加强水土保持工作，小浪底近年来入库泥沙减少（设计年入库沙量13.23亿吨,预计运行15年-20年淤沙库容淤满，现每年入库沙量不到3亿吨），现小浪底水库泥沙淤积约40亿立方米，大大好于(hǎoyú)设计预期(yùqī)，延长了水库的减淤能力。小浪底水电站采用低比转速水轮机，不锈钢数控加工技术，并采用了抗磨保护措施。明流洞采取掺气减蚀，压力洞和孔板洞的高流速段采用了70兆帕的抗磨混凝土。以上措施旨在降低高速含沙水流(shuǐliú)的磨蚀。实践证明，这些措施对水库安全运行是必要且有效的。 （二）孔板(kǒngbǎn)消能及泄水建筑物选型 小浪底泄水建筑物选型的(de)关键是采用多级孔板消能将(jiāng)导流洞(dǎoliúdòng)改建为(wèi)永久泄洪洞(xièhóngdòng)。轮廓设计提出孔板消能后，由于没有工程先例，小浪底又是如此重要的特大(dà)型工程，大多数国内专家都明确表示出巨大(jùdà)的异议。指出三条孔板消能泄洪洞在左岸单薄山体洞内消煞几百万千瓦的能量，可能引起山体的震动而造成山体的破坏，水流通过孔板突缩突扩将会在洞内产生(chǎnshēng)空化(kōnghuà)空蚀，造成建筑物的破坏，三条孔板泄洪洞泄流能力4500立方米每秒(měimiǎo),一旦(yídàn)破坏不能参加泄洪将严重影响工程的安全(ānquán)。小浪底以隧洞群泄洪为主，由于山体地形的限制和大断层的切割，如果导流洞不能重复利用，将无法布置设计必需的9条泄洪洞，6条发电引水洞(后来又增加的一条灌溉引水洞)。如果导流洞按常规方法改建，140米水头的泄流流速将达到45米每秒-48米每秒,这样的高速含沙水流必将对泄洪建筑物造成难以应对的破坏。 首先我们对孔板(kǒngbǎn)消能泄洪洞(dòng)的(de)布置进行了(le)多方案的比较研究，最后采用以(yǐ)龙抬头的方式，将导流洞(dǎoliúdòng)进口抬高至175米，在下弯段装设(shè)三级孔板，孔板环直径10米，孔板间距三倍洞径，三级孔板后设中间闸室。采用洞内设孔板消能后，洞内流速(liúsù)(liúsù)降低为10米每秒，过孔板环流速20米每秒，中间闸室后出口段流速一般控制不超过(chāoguò)30米每秒。自初步设计以来，我们请黄委会水科院，中国水利科学研究院，南京水利科学院，清华大学，大连理工大学(dàliánlǐgōngdàxué)，安徽水科院，四川大学等单位，针对专家提出的问题，开展(kāizhǎn)了不同比尺，清浑水对比及包括在减压箱内的模型试验(shìyàn)研究论证。模型试验结果说明，孔板消能效果显著(xiàoguǒxiǎnzhù)，孔板环缘不会产生空化，孔板消能没有明显的振动。为了验证模型试验成果的可靠性，在白龙江碧口(bìkǒu)水电站直径4.4米的排沙(páishā)洞装设两级孔板，相当于小浪底孔板洞1:3.8的中间试验。孔板洞中间试验由王咸儒(当时是(shì)小浪底副设总，后调任小浪底建管局副局长)在现场主持(zhǔchí)，由大连理工大学做碧口孔板排沙洞的模型试验，以与碧口孔板排水洞现场测试成果对比。碧口排沙洞的试验取得圆满成功(chénggōng)，说明孔板洞模型试验的结论(jiélùn)是可靠的。孔板洞在碧口水库进行中间试验的成功，成为孔板洞最终获得专家认可接受的关键之举。小浪底孔板洞的研究论证先后进行了约100项，最终采用孔板消能改建导流洞为永久泄洪洞的方案得到专家及国家计委领导认可而获得批准实施。在小浪底孔板洞现场放水时，中科院地震研究所陈厚群院士率队在现场进行了测试，山体振动微弱。在孔板洞研究论证的过程中，我的大学同学时任南科院(nánkēyuàn)副院长后任院长的周保中，黄科院(huángkēyuàn)赵慧琴(zhàohuìqín)，清华大学才君眉都参与了水力学模型试验研究。 林秀山（中）在小浪底(xiǎolàngdǐ)地下厂房和(hé)国外承包商交流（二十世纪九十年代） 1998年4月，我们采访潘家铮院士时，潘总说：“在我的印象中，小浪底非常复杂(fùzá)，比三峡还复杂，我记得钱正英部长有一次曾经对我说，‘小浪底太复杂了(le)(le)，三峡工程上(shàng)马我敢拍板，上小浪底我不敢拍板。’后来国际工程咨询公司对小浪底工程进行(jìnxíng)评估，请我做顾问，讨论孔板洞的问题，当时(dāngshí)很(hěn)多专家反对采用孔板消能，我后来对这个问题做了研究，认为黄委会在这个问题上不但有科研分析，还做了中间试验，可以说态度非常慎重，我认为他们的设计意见很正确。小浪底泄洪机会不多，而且有检修(jiǎnxiū)条件，我在这个问题上表了态，当时可能还得罪了一些人(rén)，甚至现在还有反对意见。” 小浪底三条(sāntiáo)导流洞改建的(de)多级孔板消能(xiāonéng)泄洪洞外，还布设了三条压力式排沙洞，三条高位明流洞，外加表面(biǎomiàn)溢洪道，总泄流能力达17340立方米每秒。泄水建筑物采用进口集中布置，出口集中消能的方式。孔板消能泄洪洞的应用，工程(gōngchéng)设计者从建筑物枢纽布置中的一盘死棋走出了困境。运行(yùnxíng)25年的实践证明，包括孔板洞在内的泄水建筑物运行正常。 （三）小浪底高土石大坝的基础处理(chǔlǐ) 小浪底大坝为壤土斜心墙堆石坝，坝高160米(mǐ),导流围堰作为大坝的一部分。左岸单薄山体视为大坝的延伸，坝顶长(zhǎng)1667米，坝体总体积5100万立方米，是(shì)当时国内最高，体积最大的土石坝。其最大的特点也是建设的难点在于(zàiyú)大坝坐落在70米-80米的砂卵石覆盖层上，如何保证大坝安全运用，大坝防渗(fángshèn)措施的选择是工程设计(gōngchéngshèjì)的关键。 中美联合轮廓设计(shèjì)时，美方曾(céng)提出用大开挖的(de)方式，将大坝坐落在基岩上。那样坝要相应增加70米-80米高，开挖和填筑工程量均(jūn)将大大增加(dàdàzēngjiā)，工程投资及工期(gōngqī)都将大幅度提高，我方未予接受。在小浪底可行性研究阶段(jiēduàn)，我方就决定采用混凝土防渗墙方案。国内采用混凝土防渗墙只有50米-60米的实例，要打80多米的防渗墙，小浪底覆盖层内有连续的细砂层，专家质疑能(néng)打成(dǎchéng)吗?为此，我们请水利部地基(dìjī)处理公司在小浪底黄河滩地进行了造墙试验，并取得成功。左岸单薄山体作为大坝的延伸，轮廓设计建议采用混凝土包山方案防渗。在小浪底初步设计优化中，我们改为水泥(shuǐní)灌浆(guànjiāng)方案防渗，左岸山体设水泥灌浆幕，和主坝混凝土防渗墙下的基础灌浆幕连接成直线。小浪底的混凝土防渗墙造墙深度达84米，是当时国内混凝土防渗墙的第一把交椅。 在(zài)小浪底防渗设计中，考虑了水库蓄水运行(yùnxíng)后泥沙淤积的(de)发展(fāzhǎn)，在大坝主河槽混凝土(hùnníngtǔ)防渗墙下宽157m的基岩未进行灌浆，预计运行初期的渗漏(shènlòu)将很快随泥沙淤积的发展而(ér)减少，由于小浪底覆盖层密实又夹有连续的细砂层，不会因渗漏而发生管涌破坏。实践证明我们的设计是正确的，小浪底水库总渗漏量从运行初期50000多立方米每天(měitiān),现不到30000立方米每天,小浪底挡水建筑物的防渗设计是成功的。在大坝设计中我们预留了2米超高，蓄水运行25年后，大坝最大沉降1.97米。 （四）左岸地下(dìxià)洞室的围岩稳定 小浪底左岸单薄山体是(shì)含有连续泥化夹层的(de)三叠纪砂岩，岩层倾向下游，断裂(duànliè)构造十分发育，在进水口有断距超过200米(mǐ)(mǐ)的F28断层，在单薄山体顺河向展布的有F236、F238、F240等断层，岩石节理裂隙发育。在约1平方千米的左岸山体内布设有16条隧洞，大跨度地下厂房，孔板(kǒngbǎn)洞闸室，以及交通洞，灌浆洞，排水洞等108个洞室。在这样地质条件下洞室的围岩稳定是大家关注的重点。在可行性研究阶段(jiēduàn)，我的老师两院院士张光斗先生就提出疑问。为此(wèicǐ)，我院请位于洛阳的国防工程兵部队，在左岸山体打了一条直径15米的试验洞，采用喷锚支护，锚索等工程措施(cuòshī)，成功穿越断层带。由此(yóucǐ)，打消了专家的忧虑(yōulǜ)。由于洞室密集，设计不得不打破规范关于(guānyú)隧洞间距的要求。小浪底水电站地下厂房跨度26米，深61.4米，长251.5米，是当时国内最大的地下厂房。 林秀山在小浪底工程地下(dìxià)厂房 （五）小浪底水库的(de)移民安置 小浪底(xiǎolàngdǐ)水利枢纽的(de)建设涉及河南山西(shānxī)两省4个市8个县包括征地和水库淹没影响(yǐngxiǎng)共需移民21.4万人。世界银行提供1亿美元的无息贷款用于水库移民专项。小浪底的移民按照“水利部领导，业主管理，两省包干负责，县为基础"的模式进行管理，实行开发性移民方针，采取前期补偿补助与后期扶持相结合的方法，并引入《世界银行非自愿移民导则》，实现"搬得出，稳得住，能致富"的目标，确保移民生活超过原有水平。小浪底施工区(qū)征地于1994年4月，通过水利部组织的施工区清场验收(yànshōu)。库区征地移民分(fēn)三期进行，从1994年开始至2004年基本完成。2004年初，小浪底移民项目(xiàngmù)通过由水利部会同河南山西两省人民政府(rénmínzhèngfǔ)组织的竣工初步验收，2009年作为小浪底工程的专项，通过国家(guójiā)(guójiā)组织的竣工验收，项目质量总体评定为优良。小浪底移民安置效果(xiàoguǒ)得到世界银行和国内外有关专家的一致好评。世界银行副行长卡奇(kǎqí)曾感叹:“小浪底移民项目是世界银行与中国政府合作的典范，为其他国家利用世界银行贷款建设大型(dàxíng)水利设施和妥善处理移民问题开创了一条路子”。小浪底水库征地移民总投资95.35亿元(yìyuán)，移民的生产性(shēngchǎnxìng)安置是成功的，工程运行25年来未见到关于小浪底移民的负面报道(bàodào)。 六、小浪底工程在(zài)坝工史上的地位 小浪底(xiǎolàngdǐ)工程设计过程中，设计者除要面对上述极具挑战的课题外，还要研究和制定工程多目标(mùbiāo)开发要求的水库运行方式(fāngshì)，解决进水塔群在8度地震情况(qíngkuàng)下的动力稳定和高土石坝(bà)的液化，进出口岩石开挖高边坡的防护(fánghù)等。经过初步设计以来400多项的科研论证，这些挑战性课题均得到较满意的解决，也成就了小浪底在坝工史上的里程碑地位。包括: (1)设计建造了坝高国内(guónèi)第一壤土心墙堆石大坝； (2)建造了(le)国内最深厚的混凝土防渗墙； (3)在世界坝工史上首次大规模采用了多级孔板消能技术(jìshù)； (4)在(zài)6.5米直径的压力式排沙(páishā)洞首次采用了双圈缠绕后张无黏结预应力混凝土衬砌技术； (5)在砂页岩(yèyán)地层中设计建造了国内最大的地下厂房； (6)设计建造了世界坝工史上绝无仅有的进水塔群和(hé)大型综合消能水垫(diàn)塘； (7)设计了新型低(dī)参数抗磨(kàngmó)水轮机，较好地解决了在高含沙水流条件下的汛期发电问题； (8)成功处理了地质条件极为复杂的(de)进出口岩石(yánshí)开挖高边坡，首次在国内大规模采用了双层保护锚索和钢纤维喷混凝土技术； (9)首次在国内成功地采用了(le)GIN灌浆技术； (10)成功地对20万移民进行了生产性安置(ānzhì)； (11)小浪底的1号明流洞平板工作门设计水压力(yālì)7500吨，设计采用的500吨卷扬启闭机，水头(shuǐtóu)140米的孔板洞偏心铰弧门均(jūn)属国内领先水平。 小浪底水利枢纽是我国继二滩水电站后，采用国际公开招标建设(jiànshè)(jiànshè)，全面和(hé)国际接轨的(de)大型水利水电工程。设计和建设管理(guǎnlǐ)都经受了巨大(jùdà)的挑战。建设期间我兼任小浪底设计分院院长常驻工地，所经历的坎坷难以(nányǐ)尽述。小浪底工程于1991年开始前期(qiánqī)准备工程施工，1994年主体工程开工(kāigōng)建设，1997年10月(yuè)截流(jiéliú)，1999年水库开始蓄水，2001年1月首台机组发电，2001年底工程全面竣工(jùngōng)，2009年通过国家验收。小浪底工程建成(jiànchéng)以来，工程开发目标(mùbiāo)全部实现。黄河(huánghé)下游的防洪标准从60年一遇提高到1000年一遇，基本解除了黄河凌汛威胁。黄河下游主槽过流能力从不足2000立方米每秒，由于(yóuyú)水库下泄清水和调水调沙运用，主槽过流能力提高到4000立方米每秒以上。沿黄52个城镇的供水要求得到保证，并实施了引黄济青(岛)工程，河南山东3000多万亩耕地得到黄河及时的灌溉，小浪底水电站年发电约60亿千瓦时，成为河南电网难得的调峰电站。小浪底运用以来，沿黄及河口生态环境大大改善。小浪底运用前，黄河断流(duànliú)频发，最长断流约700公里至开封，小浪底蓄水运用后，调节了黄河径流，黄河没再发生断流现象。小浪底成为黄河治理的里程碑工程。 参与黄河治理，我们(wǒmen)是黄河人，参与小浪底的(de)建设我们称自己是小浪底人。作为小浪底人，我们深知肩上(jiānshàng)的重任。作为工程(gōngchéng)设总，面对工程的挑战，我更是如履薄冰，如临深渊。工程建设期间，党和国家领导要求我们要做一流(yìliú)的设计，建设一流的工程，培养一流的人才。可以慰藉的是，小浪底建成后，先后获得国家科技进步奖、国家勘察设计金奖、大禹工程奖、詹天佑奖、鲁班奖、国庆60周年(zhōunián)国家精品工程，被国际大坝委员会命名为“堆石坝里程碑工程”。当时参与小浪底工程建设的年轻人，在后来的岗位上绝大多数都成为技术骨干或单位(dānwèi)领导。小浪底竣工后，我作为总主编(zhǔbiān)，组织编写了《小浪底水利枢纽规划设计(guīhuàshèjì)丛书(cóngshū)》10卷本(juǎnběn)，约700万字，分专业对小浪底水利枢纽的规划设计进行了全面总结。 在小浪底设计过程中，不(bù)少同行“称赞”我们敢为人先，敢啃螃蟹，其实是逼出来的(de)。不如此就建不成小浪底。是小浪底工程的挑战性(tiǎozhànxìng)设计条件，成就了小浪底工程在坝工史上的地位。 在(zài)2009年国家对小浪底工程验收后(hòu)，我有感而发，曾写了一首小诗，作为这篇应约文章的结尾。 注：别里(lǐ)捷是苏联小说《远离莫斯科的地方》里的总工程师 清华水利工程系校友合影（左起）小浪底(xiǎolàngdǐ)建管局(jiànguǎnjú)副局长王咸儒、胡锦涛主席、总设计师林秀山、小浪底建管局总工曹征齐 我们的采访结束了，深切感到林秀山老总儒雅和伟岸，优秀的人(rén)总是自带光芒与吸引力(xīyǐnlì)，很庆幸这次相遇。 在林秀山老总家里，我们看到他(tā)和同事们与国家领导人(lǐngdǎorén)胡锦涛主席的(de)合影照，他抚摸着照片深情地说：“1999年7月，胡锦涛主席到黄河小浪底(xiǎolàngdǐ)(xiǎolàngdǐ)水利枢纽工程视察，作为清华大学水利工程系专业背景的领导人，对水利工程尤为(yóuwèi)关注。清华大学——工程师的摇篮，我们同为清华大学的校友，我比锦涛主席高两届，曹总比锦涛主席低两届。1999年，我已经60岁，原本到了退休的年龄，胡锦涛主席说：'你不能(bùnéng)退，你要把小浪底画个圆满句号。’就这样，两年之后我才(cái)退休。” 林秀山老总从事治黄工作六十余载，以坚定的(de)理想信念、精湛的业务能力和(hé)突出的工作成效，充分彰显(zhāngxiǎn)了“忠诚、干净、担当、科学、求实、创新”的新时代水利精神。他担任小浪底(xiǎolàngdǐ)水利枢纽设计总工程师以来，面对被(bèi)国内外专家公认为世界坝工史上(shàng)最具挑战性之一的小浪底工程，他带领设计团队刻苦攻关、精心设计，以敢为人先的创新精神和科学严谨的工作态度，在无足够经验可借鉴的情况下，在四百余(sìbǎiyú)项科学试验及论证研究工作的基础上，较满意地(dì)解决了小浪底工程一系列极具挑战的世界难题，组织完成了重大技术攻关400余项，创造了多项(duōxiàng)世界纪录。 提起小浪底工程的建设史，没有人会忽略林(lín)秀山这个名字(míngzì)，他(tā)年少的梦想与他最终的事业(shìyè)完全吻合，他的事业和一座举世瞩目的水利枢纽紧密相连，他的名字将因他的事业而令人难忘，让我们永远记住这个名字——林秀山。