黄河三门峡水利水力枢纽工程的重大意义王化云(黄河水利委员会主任，黄河三门峡工程局副局长)自从第一届全国人民代表大会第二次会议上，同意了国务院邓子恢副总理的“关于根治黄河水害和开发黄河水利的综合规划”报告，并通过了关于“根治黄河水害和开发黄河水利的综合规划”的决议以后，两年来在中央领导和有关部、省、市领导下，在黄河流域展开了为实现黄河综合规划中第一期工程的各项工作。
在这些工作中，三门峡水利水力枢纽工程的准备工程，有着极为重要的意义，这是因为三门峡枢纽工程在整个根治黄河的规划中，是一项巨大的、关键性的、我们从来还没有举办过的大工程。
现在各项准备在紧张地进行，初步设计将于1957年1月完成，如果不发生特殊的情况，将于1957年正式开工。
为了使关心三门峡工程的人们，能够及时地了解一些情况，特根据“初步设计要点报吿”，分为下列三个问题介绍一下三门峡工程的轮廓和这个巨大工程对根治黄河的作用。
一、三门峡水利水力枢纽作为开发黄河的第一期工程是合理的三门峡是我国自古以来就很有名的地方，古籍所载大禹治水，“凿龙门，劈砥柱”的所谓中流砥柱就在三门峡的脚下。
从地质学的观点来看，三门峡的岩石是一种质量很好，很坚硬的闪长斑岩，抗压强度达2 000公斤/平方公分，作为水利枢纽的基础，是天然的极为优良的条件；也正是由于这里的岩石很坚硬，黄河凶猛的洪流虽然日日夜夜地经过若干万年的冲击，直到今天河心里依然屹立着三座石岛，把河流分而为三，障碍着航行，这就是鬼门、神门、人门三门峡名称的由来。
选定三门峡作为第一期开发黄河的水利枢纽的坝址，地质优良固然是一个很重要的条件，但黄河有优良的地质条件的地方还很多，为什么选定三门峡作为第一期工程中首先举办的工程呢？这是因为三门峡在黄河上不仅地质条件优良，而且它的安置也是一个最适合于解决开发黄河任务的。
从整个黄河来看，三门峡位于黄河中游的下部,距河源3 800余公里，距海口1 000余公里,在河南陕县下游23公里处，居于豫、晋之间，它的下游连系着豫、鲁、冀、苏、皖(苏北皖北)等省的广大平原，是历史上水患最为严重的地方之一，古代所谓“洪水横流泛滥于天下”大概就指的是这个“天下”吧！它的上游有很大的水库库址可以利用，它的周围有丰富的各种矿藏，与西安、太原、郑州、洛阳等工业城市距离也不远。
由于有上述的优越的自然条件，所以在这里建筑高大的水坝和大水库，就成了一个最为理想的地方。
这个水利枢纽工程建成后，将能实现黄河流域规划中给它确定的下列四项任务：第一是防洪，能解除下游居民受洪水的威胁和危害；第二是灌溉；第三是保证工业区供电(即在发电容量及电量两方面满足工业需要);第四是达到水库通航，并为下游通航以及全河通航创造有利的条件。
除了这四项主要的任务外，利用水库发展水产，也是要注意进行的一个问题。
所有上述目标实现后，必然就会把黄河水害变为水利，大大有利于黄河流域工农业和交通运输业的发展，给人民带来巨大的利益。
但是利害常常是相连的，纯利无弊的事情是很少的甚至于是没有的，故在三门峡建设水利枢纽工程从各方面看，也有一些不利的方面：第一是河水含沙量很大，每公方水平均有33公斤泥沙(即约为3.3%的泥沙)，根据陕县水文站35年的记录，平均年输沙总量达13.6亿公吨(即全年经过陕县送到下游去的泥沙，为13.6亿公吨)，这样巨大的含沙量，对于建筑物(坝)的设计标准和水库淤积都有不利的影响；第二是黄河的径流很不稳定，变化很大，年平均流量仅1 300秒公方，而最大流量(即在道光23年曾经岀现过的洪水)，则达3万秒公方以上，这就要求有巨大的库容，才能把丰水年和洪水季节的水蓄存起来，等到枯水年和枯水季节予以利用，就是说要做到多年的调节；第三是工场地形较为狭窄，施工布置比较困难；第四这里是八级地震区(初步查定)，是相当严重的地震区，按照设计规范应按九级计算，这就增加了大坝的工作量；除了上述自然条件存在着若干不利的情况外，还要迁移众多的人口，付岀巨大的投资，也是水利枢纽建筑工作的困难和艰巨的任务。
虽然如此，但这些困难和不利的情况都是可以设法克服的，而且这个工程完成后，给国家带来巨大的长远的利益和我们付出的代价相比较，很显然是十分便宜的，因此选择三门峡作为开发黄河的第一期工程的决定是完全正确的合理的。
二、三门峡水利水力枢纽工程的轮廓这个水利枢纽工程，正在进行技术设计。
在这里要想详细介绍这个工程的情况是不可能的，现在仅根据苏联专家组提出的初步设计，把水利枢纽工程的轮廓，作一个简要的介绍：第一是坝址选定问题。
根据三门峡地质特点，坚硬的闪长斑岩的地段长约700公尺，在这个地段的上游和下游都是沙页岩、石灰岩、煤系等不宜于修筑高坝的岩层，这给选择坝址提供了便利的条件。
虽然如此，但坝址的好坏，选定的坝址是否正确，对大坝的安全巩固和工作量的多少，造价大小，有极为重大的关系。
因此我们为了选好坝址，在坝址区进行了巨大的地质勘探工作。
根据地质勘探所取得的资料，苏联专家组提出了上游的、中间的和下游的三个位置，作为三条坝轴线来比较。
为便于比较，三个方案都采用了重力坝及坝后式电厂的型式。
这三个方案的情况是：愈往上移则左岸坝端与上煤系岩层接触愈多；愈往下移，则坝基的闪长斑岩愈薄，很显然这是对大坝的安全不利的；同时地形情况是愈往上河面愈宽，这对水利枢纽的工程量有影响，据计算，上坝址方案比中坝址方案须多浇筑混凝土20万公方，中坝址方案比下坝址方案须多浇筑混凝土20万公方，而且下坝址岩石开挖量也比上、中两坝址少；从三门峡整个工程的工作量来看，几十万方混凝土虽不占很大的比例，但这个数目还是很大的，举一个例子来说，这些混凝土可以筑成像梅山、佛子岭水库这样一个大型的水利工程，因此下坝址方案是较为经济的,同时由于下坝址的位置是离开了三门峡的三个岛(即处于三岛之下中流砥柱之上的位置)，从施工方面来考虑，利用三个岛分两期做围堰导流工程，既经济又方便，比上、中两坝址大为有利。
但是下坝址坝基必须满足最小厚度的要求。
根据以上各方面的情况，经过反复考虑，确定采取以下坝址为主进行水利枢纽工程的设计，同时建议在设计中注意将下坝址的位置稍为上移。
第二是坝型选择的问题。
坝型选择也是一个重要问题，这个问题在初步设计时受到了极大的重视，提出了较多的比较方案，而且把各方案的造价作了如下的初步比较：从上表可以看出，把12种坝型大体上可以分为三类：第一类是混凝土重力坝，与小丰满水电站那样拦沙坝的型式相似；第二类是薄型坝,与淮河上梅山、佛子岭水库拦河坝的型式相似；第三类是土石坝，与我国官厅水库、狮子滩水电站的拦河堤型式相似。
当然这三类坝各有它们的优点和缺点，必须根据水利枢纽工程所在地点的各种条件来考虑选用适合当地条件的坝型。
三门峡的地质条件是很好的，但是八级地震区；上游有很大水库库址，能够建成容纳600多亿公方水的水库是好的，但是下游大平原上住居着亿万人民，这就要我们的大坝必须有绝对的安全，薄型坝虽然比重力坝略为便宜，建筑时间可能稍短，但就确保安全的观点来看，不如重力坝更为可靠，因为黄河千年一遇的洪水总量也不过200亿公方左右，假如在将来水库蓄水达到六七百亿公方的时候，大坝出了纰漏，黄河的水从天倾下，对下游亿万人民所造成的灾害是不堪设想的！因此权衡利害还是采取重力坝为宜。
至于土坝和堆石坝，它们的工作量很大，造价很高，建筑的时间较长，从各方面来比较，都不如重力坝。
经过上述各类坝型的比较，最后决定采取重力式坝型，在设计中作岀表中所列的第一和第二两种坝型的设计，以备最后选定。
第三是正常高水位的选择问题。
这个问题牵涉很广，比较复杂，不仅包括着泥沙和洪水的计算、水能利用等等很多极为复杂的技术问题，而且还包括着如何利用开发黄河以发展工农业等重要的经济和政治问题，所以说这个问题在整个三门峡水利枢纽的设计中是一个最为重要的问题。
我们国内和苏联专家组对此曾经进行了长期的详细的计算、研究，在许多问题的研究中，由于黄河的泥沙很多，水库淤积对于水库使用的影响究竟如何，就成为一件特别重要的事情。
多年来进行的测验计算，初步的成果是,每年平均从上游来泥沙13.6亿公吨,其中细砂颗粒(小于0.01公厘)占40%,大于0.01公厘的为60%,根据官厅水库的经验，水库的水分为两层，上层为清水，下层为含泥的水，粗粒的泥沙淤积在水库的首部，而细粒的泥沙则向坝前推进，进到坝前的泥沙一部分淤在坝前，另一部分有约占总泥沙量20%的泥沙，将被溢流孔(6 000秒公方)和水电站运转时流出去的1 000秒公方的水冲到下游去，这就是说有80%的泥沙，即每年平均约有11亿公吨淤沙淤在库内。
这对水库是一个严重的问题，怎么办呢？根本解决的办法，是在西北地区做好水土保持工作，使大量的泥沙保持在原地，不进入或很少进入河流，从我国人民和水土流失现象斗争的经验和解放后各地推行水土保持的成效来看，这是可能的，我们估计如果大力进行水土保持工作，到1967年即三门峡水库建成的五年时，黄河泥沙可以减少50%左右。
但为了慎重起见，苏联专家建议按水库建成8年减少20%,50年后达到50%,这是按最坏的情况估算的，照此计算，50年后除了冲往下游的20%的细粒泥沙外，还约有350亿公方泥沙淤在库内。
根据上述泥沙数量和淤积的估算情况，再加上防御千年一遇的黄河洪水和灌溉4 000万亩农田(航运水在内)、发电机容量110万千瓦所需用的库容是很大的，原来我们在做黄河流域规划时考虑的把三门峡水库的正常高水位规定为海拔350公尺的高程，总库容为360亿公方，很显然满足不了上述的各项要求，因此苏联专家建议把水库正常高水位由350公尺提高到360公尺或370公尺。
不用说水库容量越大，得到的好处越大，但水库是用淹没一部分土地换来的，水库越大，淹没损害也随之增加，解决这个问题的原则是：既要解决下游的防洪灌溉问题，又要照顾到上游的淹没不能过大，既要解决几千年来威胁亿万人民的生命财产的黄河洪水为害的问题，又要解决灌溉、发电、航运等问题，以发展陕、晋、豫、鲁、冀等省的国民经济，这就是“上下兼顾,各方有利，全面考虑，综合开发”的原则，在这一原则下，初步考虑三门峡水库的正常高水位应规定为360公尺，总库容将达到647亿公方，以满足上述各方面的要求。
根据这一正常高水位的要求和三门峡自然条件考虑，在这里建筑一座长约一公里，高达120公尺,带有水电站的混凝土重力式的大坝，水电厂的厂房可能放在坝内，也可能放在坝后，厂房内装有8个巨大的机组，每组发电容量13.5万千瓦，这就是三门峡水利水力枢纽的大体轮廓。
第四是施工布置和进度问题。
这也是一个很重要的问题，按照三门峡地质和地形的特点，拟定大坝的左边溢流，电厂设在右边。
为了便于导流，将利用河中的三个石岛，首先在左岸的人门筑起围堰进行挖基坑、灌浆和浇筑混凝土坝身工程，在浇筑时预留16个梳齿，以备拆除左岸围堰时过水之用，在左岸进行上述工程时，水是从右边即神门鬼门流下去，待左边坝身混凝土筑到一定的高程(300公尺左右)即拆除左边围堰,修筑右边围堰，把神门鬼门堵起来，使黄河水流改由左边预留的梳齿泄到下游去，然后在右边进行基坑开挖和混凝土浇筑，这时整个围堰导流工程才告完成。
由于黄河沙大水猛，神门河槽深达25公尺左右，围堰导流工程是整个工程中最重要的关键，如果能够胜利地完成这一工程，整个工程的胜利完成就有了可靠的基础，为了顺利地进行围堰导流和大坝电厂的建筑安装，对于交通运输，水、电、风的供应，开挖、起重、混凝土浇筑设备，也都做了周密的布置。
在进度方面的初步规定1957年开工，1962年基本竣工。
虽然时间还有6年，但就这个工程的规模和我们缺乏经验及重型机械设备的条件来看，时间还是很紧迫的。
除了巨大的辅助工程不计外，要在6年之中完成数以百万计土石方的围堰导流和清基工程，近三百万公方的混凝土浇筑工程，以及巨型水轮机的安装工程，的确是一件十分艰巨的任务，没有克服困难、坚定顽强的战斗精神，是不能够取得胜利的。
三、三门峡水利水力枢纽工程的重大意义三门峡工程的兴修，标志着中国人民在共产党领导下，在治理与利用河流即治河思想与治河措施方面,有了划时代的发展。
就黄河来说，早在四千年前，我国人民就曾和洪水做了巨大的斗争。
以大禹为代表的治河的疏导方略，在很长的历史时期内，对缩小水灾起了不小的作用。
从那时到解放前，治河的思想和方策，也有不少的发展，除了明代潘季驯“以堤束水，以水攻沙”继承了大禹的疏导思想，而发展成为较为完备的理论与方策外，也有人提出过控制水和泥沙而加以利用的办法。
例如汉代贾让的“治河三策”,近代水利学者李仪祉以防除水害开发黄河下游通航为主的主张，都指出了利用黄河的理想，但由于历史条件的限制，他们的理想都没有能够完全付诸实行。
现在我们除继承过去治河的优良思想外，在比过去高得多的水平上提出了人民治河的思想与方策，这就是治河的目的不仅是根除水害,而且要开发水利，不仅是利用黄河的四百多亿公方的水来为人民服务，而且要利用黄河流域的黄土来为人民谋利益。
依据这一思想结合黄河情况，提岀了新的根治黄河的方策，这就是邓子恢副总理在“关于根治黄河水害和开发黄河水利的综合规划的报告”中所提出的“从高原到山沟，从支流到干流，节节蓄水，分段拦泥，尽一切可能把河水用在工业、农业和运输业上，把黄土和雨水留在农田上——这就是控制黄河的水和泥沙，根治黄河水害，开发黄河水利的基本方法”。
从此看出三门峡工程是人民治河开始实行新的方策的标志，是治理河流事业上一个巨大的发展。
这不仅对利用黄河来说是一个巨大的事件，而且也是我国人民综合地充分地利用我国丰富的河流的一个伟大的开端。
三门峡工程建成后，将为我国人民带来巨大的利益，特别是黄河中下游等省的人民更将获得直接的好处，这首先是几千年来威胁着河南、山东、河北、皖北、苏北等省八千余万人民生命财产的洪水，将由35 000秒公方(水库拦蓄)减少为6 000秒公方，如果下游的伊洛河与上游同时发生千年一遇的洪水，将考虑除了发电放水约1 000秒公方外完全关闭闸门，同时由于水库不只蓄了水而且拦了沙，黄水基本上变为清流(下游河水的含沙量大大减少)，估计河道将有由淤积变为刷深的可能，这就不只大大减少了洪水，而且除去了黄河为患的祸根，可以说这是根治黄河水害的一个重大的措施。
其次是利用水库蓄存的水量，兴修渠系工程，计划在山东、河南、河北等省平阔的土地上，灌溉4 000余万亩农田。
我们知道，这些地方的土地是肥沃的，是我国种植粮、棉、油料、烟叶等等农作物的重要基地，但是由于水旱灾害的侵袭，生产的发展和稳定受到了很大的影响，如果我们实现了上述计划，不仅免除了旱灾，而且由于水库拦洪和渠系工程中的排水工程的作用，还可以免除水灾，在合作化与施肥耕作条件都获得改进情况下，加上水旱灾害的消失，我们相信这个地区的农业一定会有很大的发展,获得稳定的年年丰收，达到发展农业纲要中所提出的要求(即黄河以北400斤，黄河以南500斤)是完全可以办到的。
当然我们不能把农业增产全部记在水利的账上,就拿水利对农业增产的作用按每亩100斤粮食计算,每年即将增产粮食40亿斤，对国民经济和改善人民生活也有不小的作用。
第三，水库调节的水量除了灌溉之外，每年还能发电约60亿度，如果一度电按卖一角钱计算，那么每年就能收入6亿元，而且不仅是可以为国家扩大财政收入，更重要的是由于有了这样巨大而低廉的电力，就为开发三门峡周围的丰富资源，提供了有利的条件，这就是刘少奇同志在党的第八次代表大会上的政治报告中所提出的：“除继续建设华北、华中、内蒙古的钢铁工业基地以外，将在三门峡周围地区、甘肃、青海、新疆地区，西南地区建设新的工业基地。
”很显然，三门峡的水电站对建设三门峡周围地区新工业基地，有着重大的作用。
有的人说不修三门峡水电站，还可以用火电站代替。
这是可行的，但是不经济的，因为三门峡有特殊的优越条件，水电站的造价特别低廉，每度电的成本不过几厘钱，而当前火电的成本比水电贵得多。
如果三门峡周围地区新工业基地不是用水火电配合来解决动力要求，而完全用火力代替三门峡的水力发电，那么按一度电需用0.5公斤的煤耗来计算，每年就需要300万吨煤才能发出三门峡水电站这样多的电，把开煤井、输煤的运费及火电站比水电站多用的管理费加上去，是很不合算的。
因此撇开防洪与灌溉不谈，单就水电站的作用来说，也是巨大的。
第四，由三门峡水库放到下游的灌溉用水，还可以开发下游的航运。
除了三门峡到郑州铁桥一段，须将八里胡同、小浪底等几个水坝修建起来把这一段组成梯级后方能通航外，由郑州铁桥到海口原来只能通行帆船的河道，经过整治,便能通航五百吨的拖轮,这一段航道长达七百公里，通航后等于增加了一段陇海铁路的复线，对于东西方向的物资交流,将有良好作用。
此外由郑州铁桥上游和寿张县位山等地，向黄河南北开挖的引水灌田的干渠，水量和渠道规模都相当的大，我们建议设计这些渠系时，要考虑结合航运的开发，如果这个愿望能够实现，那时在黄河北岸从郑州上游向北经过石家庄到达首都北京作为一条总干渠同时作为一条运河；另外还可以由位山向北到达天津恢复古代大运河的通航，在黄河南岸也可以利用贾鲁河作为干渠和航道通到淮河。
这一些不过是举出的几个例子，究竟如何安排须在设计中根据各种条件予以研究。
总之利用灌溉渠道，组成华北平原上的航运网，对国民经济的贡献有巨大意义，应该予以充分的注意。
除了上述下游航运有很好的远景外，还可利用水库通航，水库回水约二百公里，水深河宽，是很好的航道，能够帮助解决由陕县到西安铁路运输能力不足的问题。
从上述三门峡水利枢纽的几个主要目标来看，在工程完成后，将要获得巨大的效益，为发展国民经济，促进社会主义建设，起着相当大的作用。
但是不付代价要取得上述的效益也是不可能的，首先是要除水害并充分的利用水就需要水库，可是水库就须占用土地，因此三门峡水库是用迁移相当多的居民换来的，这是一件艰巨的工作。
其次还要有巨大的投资，三门峡整个工程加上移民等费用，总计约需16亿余元，这也是一个很大的数字。
虽然这些投资很大，但和所得到的效益比较，还是合算的，何况解决八千万人民的生命财产不受威胁的重大意义更非数字所能计算的呢？！我国是一个拥有大江大河的国家，有异常丰富的水利水力资源，因此水工建筑的科学，在我国有极为远大的前途。
三门峡工程是我国水工建筑方面的一项空前巨大的工程，举办这一项工程不仅对我国社会主义建设有很大的作用，而且设计施工以至最后完成这项工程的过程中,会使我们学到苏联几十年来水工建筑方面很多的先进经验，从而发展我国的水工建筑的科学。
可以说三门峡工地就是一座水工建筑的大学，如果我们虚心学习，认真地钻研，在这一项工程胜利完成的时候，就可以把我国水工建筑的水平提高到国际水平，对今后开发和利用河流，为国民经济服务，有难以估量的意义。
这也是我们参加建设这一工程人们的一项重大而艰巨的任务。
(本文原载于《黄河建设》1957年第1期)
