人物简介:林秀山,1939年生于山西太原,1957年考取清华大学水利工程系,师从我国著名的水利泰斗张光斗。1963年初到黄河水利委员会参加工作。曾任水利部黄河水利委员会勘测规划设计研究院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,主持完成黄河小浪底水利枢纽工程的初步设计、初设优化,国际招标设计、利用世界银行贷款可行性研究。1994年以来主持施工详图设计,完成400余项科学试验及论证研究工作,解决了小浪底工程一系列极具挑战性的技术难题。
2009年4月7日晚上,郑州北郊黄河迎宾馆会议中心召开的小浪底工程竣工验收会,对于黄河人来说是一个难忘的时刻。承载了几代黄河人梦想的小浪底工程建设,经过勘探、规划、设计、施工和试运行长达半个多世纪的漫长历程,此刻终于画上句号。随着国家发改委副主任穆虹宣布“竣工验收委员会同意黄河小浪底水利枢纽工程通过竣工验收”的话音落地,雷鸣般的掌声在大厅响起,经久不息。
会场的上百位专家和嘉宾中,有一位神情平和而沉静的人,此刻他并不引人注目。然而,在小浪底工程的建设史上,却没有人会忽略他的名字!他就是黄河小浪底工程的设计总工程师――林秀山。
2009年6月,《薪火传承》电视栏目组在初夏的葱茏绿色中见到了林秀山设总,我们的谈话便从4月7日的小浪底竣工验收会开始。林秀山与小浪底工程的半世情缘清晰地展现在我们面前。
结 缘
说起林秀山与水利的渊源,那要追溯到他的少年时代。1955年,林秀山16岁。这一年,第一届全国人大二次会议通过了《关于根治黄河水害和开发黄河水利的综合规划的决议》,随即诞生了在黄河上具有划时代意义的1955年黄河规划。这一事件成为当时社会生活中的一件大事,在全国范围内引起广泛关注和宣传热潮。决议规划了未来黄河治理开发的方针,提出了将在黄河上陆续修建46个梯级电站的宏大设想,而小浪底水利枢纽便是其中之一。
消息传来,全国上下都为之欢欣鼓舞,豪情激荡在人们心中,这其中包括一位生长在汾河岸边的少年。从那一刻起,林秀山萌生了参与黄河治理、投身水利事业的想法,填报高考志愿时,4个报考志愿中3个填写了水利专业。
林秀山报考的3个水利专业是:清华大学水利系、天津大学水利系和西安大学水利系。1957年,他被清华大学录取。毕业分配时他主动要求到黄河上工作。1963年,林秀山如愿被分配到黄河水利委员会金堤河管理局,从此开始了治黄生涯。
1965年,林秀山参与了黄河中游的规划工作。 1969年,他参与了天桥水电站的设计。
参加工作以来,林秀山一直从事规划、设计方面的工作,专业上得到了广泛的锻炼并积累了丰富的经验,为日后担当重任打下坚实的基础。
机遇偏爱有准备的人。时光进入20世纪80年代,林秀山步入壮年时期,此时他一直期待着的机遇悄然降临。
机 遇
黄河自三门峡以下约130千米的河段是黄河中游的最后一段峡谷,出了这段峡谷,黄河便进入了坦荡的华北平原。
就在这最后一个峡谷出口处的黄河岸边,有一个静谧的小山村,这个村子就是“小浪底”。
村民们没有想到,在20世纪的最后几年里,小山村的名字家喻户晓,扬名国际。20世纪末,中国政府决定在这个村子的所在地修建一座重要的大型工程――黄河小浪底水利枢纽。
“机遇总是给有准备的人。”当林秀山微笑着说这句话时,我们的脑海中浮现出1955年的那个16岁少年。梦想通过不懈努力,此刻逐渐向他靠近。
1981年,为了培养小浪底设计方面的专业人才,黄委设计院决定选拔优秀技术人员作为公派访问学者赴筑坝技术处于国际领先水平的加拿大学习,林秀山以优异的成绩入选。他学习的课题是“高土石坝的设计和施工”。通过学习,他了解了国外水电建设的先进经验。
1983年11月,林秀山学成回国,立即参与到小浪底工程的前期工作中。1984年11月,他又作为坝工组组长赴美国旧金山,与美国柏克德公司合作开展小浪底中美联合轮廓设计。
在中美联合设计的基础上,小浪底工程推进的步伐逐步加快。1987年是小浪底工程建设史上重要的一年,这年2月,小浪底正式在国家计委立项,寄托着黄河人无限梦想的小浪底工程就要变为现实了。这一年,对于林秀山来说,是人生中重要的一年,他被任命为小浪底工程的设计总工程师,接下了既令他欣喜、也令他忧虑的千钧重担。
可以说,历史把幸运和重任同时摆在了他的面前。作为新一任设总,林秀山深知,这副担子不好接,因为它承载着太多的压力!这压力来自小浪底工程众多已知、未知的技术难题,这些难题足以使小浪底成为世界坝工史上最具挑战性的工程。压力来自于没有现成的经验可以借鉴,黄河的独特性决定了小浪底工程的问题是独一无二的。压力还来自各方的质疑,有些高层领导甚至知名水利专家都对黄委的设计班子投来了不信任的目光。
重 担
机遇意味着责任和重托。怀抱着这样的信念,从接过小浪底设总这副担子的那一刻起,林秀山就把自己的身心交给了小浪底。
小浪底水利枢纽工程是黄河重要的骨干工程之一,位于黄河中游最后一个峡谷的出口处,处于黄河承上启下的关键部位。它控制着黄河流域面积的92.3%,控制黄河流域天然径流总量的87%,控制黄河输沙量的近100%。它是一座综合利用的大型水利枢纽工程,被称为黄河治理的里程碑工程。
小浪底工程的地位如此重要,使得人们对小浪底工程面对的技术难题更加不可小视。我们在提及小浪底的时候,最常用的话是:小浪底工程被誉为世界坝工史上最具挑战性的工程之一。小浪底的挑战性首先是由它在黄河治理中重要的战略地位决定的,其次便是其独特的水文泥沙问题和复杂的工程地质条件。
泥沙问题非常突出,这是在黄河上修建水利工程所面临的最严峻考验。三门峡工程的前辙一度使人们质疑小浪底工程。建造水利枢纽所能遇到的不利的地质条件在小浪底也都遇到了。诸如河床深厚覆盖层、缓倾角泥化夹层、发育的断裂构造、左岸单薄山体、近坝库区滑坡倾倒变形体等等。
面对诸多的技术难题,既需要针对性地找到解决之道,又需要综合考虑枢纽设计。
1987年林秀山任设总后,小浪底便进入了初步设计阶段。如此复杂和高难度的设计需要凝聚众人的智慧和力量,小浪底随即组建了精英聚集的设计团队。在林秀山的带领下,他们以敢为人先的创新精神和科学谨慎的态度,向诸多挑战性难题发起了冲击。
窥一斑而知全豹,让我们通过几个问题的攻关过程,来体会小浪底设计者的艰辛。
首先,我们来看小浪底河床的深覆盖层问题如何解决。小浪底的河床有70多米深的砂砾石覆盖层。砂砾石覆盖层对于做坝来说是很不利的,因为它是一种相对松散的地质基础,极易发生渗漏和地震液化,而未来的小浪底大坝要坐落在这样的基础之上。
对于大坝的防渗问题,中美轮廓设计时提出了混凝土防渗墙的解决方案。若要满足小浪底地质条件的要求,这道防渗墙就需要做得非常庞大。如此大型的防渗墙国内没有先例。防渗的效果到底怎样?能否达到设计要求?对于这些问题,包括当时国内一些著名的水利专家都表示怀疑。
防渗墙对于大坝的成功建设和安全而言是至关重要的,遇到再多的困难也必须想方设法解决,在这一点上林秀山他们别无选择。在林秀山的主持下,小浪底的设计团队经过大量的论证和科学试验,最终以无可争议的实验结果赢得了国内外专家对于防渗墙设计的一致认可。最终设计完成的这道防渗墙长440米、厚1.2米、深80余米,它穿过砂砾石覆盖层,牢牢坐落在河床基岩上,并向下嵌入基岩1至2米,向上插入心墙12米,在混凝土防渗墙中堪称中国之最,防渗问题得到了圆满解决。
中美轮廓设计为解决小浪底的泥沙问题提出了框架性的解决之道,即所有泄洪排沙建筑物均集中布置在左岸山体内,这样便可以有效地防止各进水口不被泥沙堵死。但是,集中布置使得左岸山体的洞群密集如蜂窝,空间极其宝贵。因此在实施过程中,如果不能将3条直径为15米的临时导流洞重复利用,改为永久泄洪洞的话,集中布置的方案根本无法实施,将使整个工程设计陷于困境。面对黄河的高含沙水流,如何实现洞内消能是改建成功的关键。这又是一个世界难题。
要想解决这一问题,人们提出了一个大胆的设想:利用多级孔板消能洞技术,通过在洞内安装多级孔板环,使水流能量在洞内得到消减。它被称为是使小浪底总体布置走出困境的希望之路。这种技术当时在国际上没有使用的先例,用在小浪底如此重要的工程,又有很多专家提出质疑。
于是,林秀山带领小浪底的设计团队就这一技术以及相关问题做了大量的实验,针对专家提出的每一个疑虑,他们组织科研院校反复试验、分析论证。据统计,他们围绕孔板消能洞技术先后进行的实验就有100多项,精益求精、慎之又慎。
虽千锤百炼仍不能掉以轻心。1988年,为了最终证实孔板洞的效果,由林秀山主持在甘肃白龙江上的碧口水电站做了一项中间试验,他们在碧口水电站按照小浪底原型1∶3.8的比例,实地开挖了一条直径为4.4米的排沙洞,装设了两级孔板环,过水实验效果非常成功。碧口水电站的中间试验成果,为孔板消能这项新技术在小浪底的最终运用提供了有力的佐证,它使孔板消能洞从构想走向蓝图。
因为首次大规模采用了多级孔板消能技术,林秀山领导下的小浪底设计团队被称为在这个领域第一个吃螃蟹的人。
林秀山在回忆这段经历时说:“孔板消能技术在当时是作为一项新技术运用在如此重要的大型工程上,遭到国内外专家的质疑和反对是正常的。也正是由于专家提出了这样那样的问题和疑虑,才促使我们以高度严谨的科学精神来论证和完善这个方案。谨慎的同时要有敢于创新的精神,如果没有创新,就没有今天的小浪底。”
仅多级孔板消能洞一项技术,从方案的提出到付诸施工,再到最终建成投入运用,就经历了将近15年的时间。
如今,在世界坝工史上属于首创的小浪底3条多级孔板消能洞,成为小浪底泄洪设施的重要组成部分,它的采用,不仅解决了枢纽建筑物总体布局的难题,而且大大缩短了工程建设进度,节约了工程投资约3.8亿元。在缜密细致、严格到近乎苛刻的小浪底蓄水安全鉴定中,国内外专家对这一技术给予了充分肯定,认为这是一项成功的实践。
小浪底的初步设计完成之后,由林秀山主持又做了一个优化设计。备受关注的小浪底工程,任何一项设计变更都会引来无数关注的目光,在优化设计中,当林秀山提出将原有的半地下厂房改为地下厂房时,引来争议。但林秀山认为,将半地下厂房改为地下厂房,可以减轻其对左岸山体稳定性造成的压力,大大缩短工期,节省投资。在林秀山的再三坚持和努力下,地下厂房方案最终通过了世行专家的评估并得以实施。后来的实践证明,这一优化方案非常成功,节省投资1亿多元。
感 悟
在采访中,林秀山反复提到一个词:团队。他说,小浪底这样复杂艰巨的工程,其设计工作不是凭借哪一个人的力量可以完成的,整个过程凝聚了几代人和国内外众多专家学者的心血和智慧。
如果问及多年来林秀山担任设总的体会,他总是用“责任重于泰山,心境如履薄冰”这两句话来形容。林秀山意味深长地说:“作为设总,我们手中的这支笔实在很沉重。一根用于加强稳定性的预应力锚索就要10多万元人民币,而边坡的稳定是在采取最后一项加固措施后才最终停止了变位,说明我们既保证了工程的质量,也未造成浪费。”在小浪底工程设计施工中,有关方面因采用以他为主完成的科研成果,为国家节约投资约7亿元。
由于工作劳累过度,林秀山患上了腰椎病。有一次,由于长时间坐镇设计一线使他旧伤复发,第五腰椎严重滑脱。医生告诫他要尽早做手术,同事也劝他离开工地去治疗,可他说:“我将近60岁的人了,脊椎骨脱了没啥,工程关键部位滑脱了,就无法向党和国家交代。”于是,他穿起特制的钢腰围,继续在工地上奔忙。
从1987年起,林秀山带领下的小浪底设计者们共完成科学试验研究400多项,绘制图纸近万张,文字报告材料更是不可计数。
小浪底工程建成之后,并不意味着林秀山设总工作的结束,后续的事情还有很多。作为攻克了众多世界性难题的水利工程,有很多经验和课题需要总结,很多资料需要保存整理,可以说这又是一项工程。小浪底工程完工后,林秀山便投入小浪底设计资料的总结工作。他担任了《黄河小浪底水利枢纽规划设计丛书》的总主编,这套10卷丛书已于2009年初由中国水利水电出版社和黄河水利出版社联合出版,是一套学术价值相当高的著作。
由于林秀山在小浪底工程中做出了杰出贡献,1998年,他荣获河南省首届“科技功臣”称号。2006年,他获得“河南十大科技新闻人物”称号。
20世纪末,举世瞩目的长江三峡和黄河小浪底两大水利枢纽相继实施,两大水利枢纽的设计总工程师也成为关注的焦点。两位设总:王家柱与林秀山,又恰是昔日的清华同窗,一时被传为美谈。提及清华,林秀山说,直到现在,他都清楚地记得当年清华大学校长蒋南翔先生的寄语。“要健康地为祖国工作50年”。屈指算来,自己现在才为国家工作了46年,身体尚好,所以还应继续发挥余热。
在我们的采访行将结束时,林秀山拿出一首撰写工整的诗作。他说这是在小浪底竣工验收会上即兴创作的,借此以抒怀:
少小崇羡别里捷,治黄蓝图撩心弦。卅年磨砺寻旧梦,???载沥血铸新篇。谷峡风劲吹发白,山高石硬炼骨坚。笑看高坝疏长河,告慰先哲大梦圆!
注:别里捷 ――前苏联著名小说《远离莫斯科的地方》中的一位出色的总工程师。
后记:从1953年黄委第一钻探队在小浪底打下11个地质钻孔,到2009年小浪底工程正式竣工验收。从第一任黄委主任王化云为了小浪底工程的上马奔走呼吁,到林秀山为小浪底的设计倾注30年心力。在小浪底曲曲折折长达半个世纪的历程中,不仅仅是一个林秀山,而是几代治黄精英在前赴后继地奋斗着、传承着、奉献着。如今,我们欣喜地看到,在黄河水沙调控体系建设中,小浪底以其重要的战略位置和巨大的调控功能,发挥着“龙头”作用。同时,通过小浪底工程的设计,黄委也培养和历练出了一大批设计精英,他们正在今天的治黄事业中发挥着重要作用。
编后:在治黄事业不断发展壮大的艰难历程中,一代代治黄工作者在开创伟大事业的同时,创造和积累了丰富的精神财富,形成了兼具时代发展共性与鲜明治黄工作特质的优良传统和作风。2009年10月,黄河报开辟专版,相继推介20位优秀治黄人物。这组文章以人物为线索,翻阅波澜壮阔的人民治黄画卷,再现厚重的治河脉络,传递思想,承启未来。我们相信卓越的治河思想、丰富的学术成就、伟大的黄河精神、宝贵的经验财富将会生生不息,永远地薪火相传;我们相信新时期治黄工作者将会牢记父辈的铮铮誓言,开拓创新,奔向治黄事业辉煌的明天。