1959年上半年，我们在清华学习的第五年最后一个学期，全年级同学进入毕业设计阶段。当时提倡“真刀真枪做毕业设计”，同学们分别进入密云、张坊、八里胡同等真实工程的设计组。我被分配入黄河八里胡同水利枢纽设计组。由于涉及黄河干流控制性枢纽的勘测与规划属于国家机密。水利系为了保密，称该毕业设计项目的代号为“910”。它是一个重要的实战毕业设计项目。
八里胡同坝址位于黄河中游最后一段峡谷河南新安县与山西垣曲县交界处，处于三门峡大坝下游约100公里、现今小浪底大坝上游约30公里处。此处两岸高山对峙、高差达200多米，河身最窄处仅100余米，两岸由于河道狭窄且长约八里而得名“八里胡同”，在历史上是极其险要的黄河漕运咽喉，具有修建高坝大库的天然地形优势。
1946年，美国专家雷巴德.撒凡奇曾提出在八里胡同修建170米高坝的建议。在1954年由苏联专家组指导编制的《黄河综合利用规划技术经济报告》中，黄河中游的三门峡至小浪底之间，也存在任家堆和八里胡同两个重要的规划梯级。在50年代中期三门峡大坝上马前，清华大学著名水利专家黄万里教授，就曾极力反对苏联专家提出的“三门峡方案”，理由是会导致关中平原和渭河流域严重淤积毁田。黄万里当时主张的替代方案之一，就是将坝址下移到距离渭河河口更远、地形更狭窄的八里胡同，修建能够利用峡谷流速自动“冲沙”的排沙防洪枢纽。
八里胡同水利樞紐原由北京勘测設計院及黃河勘测设计院设计，1958年它们将勘测资料及设计任务移交给清华大学。我们清华师生结合毕业设计進行了此工程的方案比較分析和初步設計工作，並完成了部分技術設計。我上一篇写到的八里胡同坝址实习，就是这一工作的前奏。由于三门峡工程在1959年已接近完工，而其对上游淤积的副作用尚未显现，所以910设计不需再论证是否代替三门峡问题，只把910工程作为三门峡下游一个相邻梯级对待。
八里胡同水利枢纽设计，其指挥、组织与教学指导是由清华水利系老教授、青年教师共同构成的“导师团”来承担的。张光斗教授是全系所有重大毕业设计项目的学术总指挥与总负责人。他作为当时“水利电力部清华大学水利水电勘测设计院”的院长兼总工程师，对“910设计”在宏观规划和技术方案上，给予了关键的学术把关和指导。施嘉炀教授作为著名水力发电学家和水能利用教研组主任，负责指导我们在910设计中关于坝后引水发电系统、大型泄洪建筑物以及高流速下的泥沙冲淤等核心部分的论证。水工结构教研组年仅30岁的陈兴华老师是910设计的核心指导教师，他以高度的专业素养和严谨的治学态度，经常手把手地教我们如何将复杂的理论公式应用到水工建筑物的实际力学推演中，并对我们提出的图纸、报告，进行严格的指导和把关。
在910工程的设计中，当搜集了地形、地质、水文、建筑材料、施工条件等资料后，第一步是水文水利计算。我们进行了动能分析（来水量、调节流量、计算水头、保证出力、装机容量、多年平均发电量等），洪水计算（三门峡下泄流量，区间流量，泥沙来量，淤积年限等），淹没损失（人口、土地等）诸项分析计算，得出了后续设计所需数据。
910工程的枢纽属一等工程，主要建筑物属一级结构。坝址多年平均流量1300秒立米，7、8、9三个月最大。年降水747毫米。年输沙量13.6亿吨。
910工程设计的第二步是坝段选择。即在八里峡及附近范围内，比较选定水利枢纽的位置。我们比较了两个坝段：八里峡中部的八里胡同坝段及其下游12公里处的石渠坝段。
八里胡同坝段属峡谷区，岩石是奧陶寒武纪石灰岩。其中喀斯特（岩溶）地質非常發育，断层裂隙縱橫交錯。沿河有两个大断层。覆盖层深度在 38~67米以上。左岸钻孔中普遍发现承压水。地质条件很复杂。坝區附近建筑材料豐富。砂礫石料有1千萬方左右、土料有400萬方，石料就地皆是。但砂礫料质量不佳，砂料缺乏。
石渠坝段为低山丘陵区，岩石為二叠、三叠纪砂页岩互层，岩性较松软易风化。测区内共有36条大小断层。其中最大者破碎帶寬12M（F13），断距30~50m（F10），岩层单斜。右岸倾向河床，左岸傾向山体。河床覆盖层深20餘米。建材也较充裕，附近10km內砂礫料有500萬方，3km內土料有1000萬方，石料够用，砂料缺乏。
我们910设计组用了近两个月时间作坝段比较选择。对每个坝段作了多种方案的设计。比较结果，采用了石渠坝段为首选坝段。理由主要是：八里胡同地质复杂、问题严重；石渠坝段地质条件相对较好，它岩性虽较软弱，但构造简单、情况明朗、处理也较方便。枢纽布置和施工条件也以石渠为佳。在坝段比较阶段，我的工作是分析八里胡同溶洞规律和防渗措施，提出溶洞处理方案的报告，完成大图两张。
下一步是进行初步设计阶段的石渠枢纽布置。我们作了八个方案，包括坝线比较、坝型比较和布置方式比较。比较了上下游不同位置的坝线，选取了下游坝线。比较了混凝土大头坝、堆石坝、土坝、过水土石坝和土石混合坝等坝型，选取了大斜墙非溢流土石混合坝。比较了电厂放右岸、放左岸的不同布置方案，选取了电厂及引水系统放左岸，溢洪道、导流管道和升船机放右岸的方案。
坝的结构设计结果，最大坝高83米，坝顶高程235米，长489米，宽10米。上游坝坡1：2.5，1:2.75, 1:2.5；下游坝坡,1:2.25，1:2.5, 1:2.5。总体积426万方。
我重点参加的工作是引水系统和电站厂房设计。它们放在左岸三叠纪岩层上。设计原则是：地基好，躲开大断层及软弱岩层，引水管线尽可能短、平顺、弯道少、放在斜坡的倾向上，进厂时与厂房外墙垂直，开挖量、工程量最小。经过移动厂房、引水管的各种排列组合的方案比较，对选定方案我画了大图。最大管长163.4米，开挖石方224万方，土方57万方。
在引水方式上还比较了有前池和无前池两种方案，选择了无前池方式。在断面材料上比较了钢管与钢筋混凝土管方案，初选了前者。我为引水系统写了设计报告、专题报告，绘制了大幅设计图。钢管内径7.5米，钢板厚14-22毫米。每2.5米设一刚性环，每7.5米加一支撑环，伸缩接头有三个。水平段用钢筋混凝土管。工程量是：钢筋1080吨，钢板1840吨，混凝土5.5万方，保温材4300立米，总造价533万元。
厂房长164.4米、宽24米、高46.5米，户内式。安装6台PO-702BM机组，转轮直径5.5米，容量12.5万千瓦，总装机容量75万千瓦。蜗壳及尾水管为钢板衬砌。主厂房设两台310-75-20吨桥式吊车。副厂房在下游侧有主控室、电缆室等，上游侧有油、气、水系统。开关站放厂侧。厂房混凝土共10万立米。
溢洪道、导流管道和通航建筑物都有具体设计，此处不详述。
施工特点是土石方工程量大，开挖1000万方，填筑500万方。混凝土40多万方。施工采用机械与人工相结合方式。施工企业分布在下游两岸。施工截流在12月，流量1122秒立米，设一分流闸降低水头，用平堵法堵截龙口。施工工期4年，劳动力高峰达2万7千人。机械设备需塔式起重机3台，皮带运输机4000米，蒸汽机车16台，翻斗矿车570辆，自卸卡车120辆。
枢纽总造价1.9亿元，单位千瓦投资为257元。
我们完成上述设计任务后，已是1959年8月。紧接着就是毕业设计答辩。水利系成立了答辩委员会，学生需在规定时间内提交毕业设计的全部成果，包括毕业设计任务书、设计图纸、计算书、说明书、设计报告等，经指导教师认可、评阅教师评阅通过后，才有资格参加答辩。
系里公布了答辩名单和时间。安排我在8月16日答辩。
我在答辩前撰写了长达13页的《答辩提纲》，作了充分的准备。16日我进入答辩室后，只见答辩主席黄文熙教授（中科院学部委员，后来称为院士）和陈兴华老师等三位老师端坐桌旁，我将所完成的几张大图张挂好，就开始报告毕业设计情况，包括枢纽设计概况，自己所完成的设计任务，涵盖设计背景、方案构思、计算过程、成果价值等。老师们提了几个问题，我都立即一一作答，阐述了自己的观点和依据。陈述和答辩大约经过一个多小时，黄文熙教授含着满意的笑容宣布答辩结束。我怀着轻松的心情走出答辩室。事后得知，我的毕业设计成绩为5分（优）。
这里还要说明，虽然若干年后，黄河三门峡以下工程布局作了改变，取消了八里胡同和任家堆两个梯级，而以小浪底高坝代替。小浪底枢纽于1994年开工，2001年底主体工程全部竣工。蓄水后的小浪底水库，将八里胡同和石渠坝址，淹没于深深的水下，该处现已成为国家AAAA级旅游景区。但是清华师生当年所作的设计，是黄河中游梯级治理的一次重要实践。它的设计思路和方案，为后续黄河其他梯级枢纽的建设提供了参考，尤其是在比选坝址、工程布局等方面的经验，对后来黄河治理工程的设计有着借鉴意义。此外，这一设计也体现了高校科研服务国家工程的能力，使学生得到扎实的工程设计锻炼，在培养人才方面也有丰富收获。我自己感到的最大收益是，提高了将知识应用于解决实际工程问题的独立工作能力。这种能力令我受益终生。
2026年5月28日完稿。文中图1、2、6取自网络，谨向原制作者致谢。
图1，小浪底枢纽蓄水后的八里胡同风光
图2，黄河小浪底枢纽俯瞰图
图3，当年为自己写的答辩提纲封面
图4，当年的答辩提纲13页中的一页-1
图5，当年的答辩提纲13页中的一页-2
图6，毕业设计答辩会场模拟图
我的“清华岁月”文章系列，到此划上句号。感谢关注，敬请批评。
清华岁月之二十五，毕业设计-八里胡同水利枢纽设计
涛静 (2026-05-27 04:49:29) 评论 (0)1959年上半年，我们在清华学习的第五年最后一个学期，全年级同学进入毕业设计阶段。当时提倡“真刀真枪做毕业设计”，同学们分别进入密云、张坊、八里胡同等真实工程的设计组。我被分配入黄河八里胡同水利枢纽设计组。由于涉及黄河干流控制性枢纽的勘测与规划属于国家机密。水利系为了保密，称该毕业设计项目的代号为“910”。它是一个重要的实战毕业设计项目。
八里胡同坝址位于黄河中游最后一段峡谷河南新安县与山西垣曲县交界处，处于三门峡大坝下游约100公里、现今小浪底大坝上游约30公里处。此处两岸高山对峙、高差达200多米，河身最窄处仅100余米，两岸由于河道狭窄且长约八里而得名“八里胡同”，在历史上是极其险要的黄河漕运咽喉，具有修建高坝大库的天然地形优势。
1946年，美国专家雷巴德.撒凡奇曾提出在八里胡同修建170米高坝的建议。在1954年由苏联专家组指导编制的《黄河综合利用规划技术经济报告》中，黄河中游的三门峡至小浪底之间，也存在任家堆和八里胡同两个重要的规划梯级。在50年代中期三门峡大坝上马前，清华大学著名水利专家黄万里教授，就曾极力反对苏联专家提出的“三门峡方案”，理由是会导致关中平原和渭河流域严重淤积毁田。黄万里当时主张的替代方案之一，就是将坝址下移到距离渭河河口更远、地形更狭窄的八里胡同，修建能够利用峡谷流速自动“冲沙”的排沙防洪枢纽。
八里胡同水利樞紐原由北京勘测設計院及黃河勘测设计院设计，1958年它们将勘测资料及设计任务移交给清华大学。我们清华师生结合毕业设计進行了此工程的方案比較分析和初步設計工作，並完成了部分技術設計。我上一篇写到的八里胡同坝址实习，就是这一工作的前奏。由于三门峡工程在1959年已接近完工，而其对上游淤积的副作用尚未显现，所以910设计不需再论证是否代替三门峡问题，只把910工程作为三门峡下游一个相邻梯级对待。
八里胡同水利枢纽设计，其指挥、组织与教学指导是由清华水利系老教授、青年教师共同构成的“导师团”来承担的。张光斗教授是全系所有重大毕业设计项目的学术总指挥与总负责人。他作为当时“水利电力部清华大学水利水电勘测设计院”的院长兼总工程师，对“910设计”在宏观规划和技术方案上，给予了关键的学术把关和指导。施嘉炀教授作为著名水力发电学家和水能利用教研组主任，负责指导我们在910设计中关于坝后引水发电系统、大型泄洪建筑物以及高流速下的泥沙冲淤等核心部分的论证。水工结构教研组年仅30岁的陈兴华老师是910设计的核心指导教师，他以高度的专业素养和严谨的治学态度，经常手把手地教我们如何将复杂的理论公式应用到水工建筑物的实际力学推演中，并对我们提出的图纸、报告，进行严格的指导和把关。
在910工程的设计中，当搜集了地形、地质、水文、建筑材料、施工条件等资料后，第一步是水文水利计算。我们进行了动能分析（来水量、调节流量、计算水头、保证出力、装机容量、多年平均发电量等），洪水计算（三门峡下泄流量，区间流量，泥沙来量，淤积年限等），淹没损失（人口、土地等）诸项分析计算，得出了后续设计所需数据。
910工程的枢纽属一等工程，主要建筑物属一级结构。坝址多年平均流量1300秒立米，7、8、9三个月最大。年降水747毫米。年输沙量13.6亿吨。
910工程设计的第二步是坝段选择。即在八里峡及附近范围内，比较选定水利枢纽的位置。我们比较了两个坝段：八里峡中部的八里胡同坝段及其下游12公里处的石渠坝段。
八里胡同坝段属峡谷区，岩石是奧陶寒武纪石灰岩。其中喀斯特（岩溶）地質非常發育，断层裂隙縱橫交錯。沿河有两个大断层。覆盖层深度在 38~67米以上。左岸钻孔中普遍发现承压水。地质条件很复杂。坝區附近建筑材料豐富。砂礫石料有1千萬方左右、土料有400萬方，石料就地皆是。但砂礫料质量不佳，砂料缺乏。
石渠坝段为低山丘陵区，岩石為二叠、三叠纪砂页岩互层，岩性较松软易风化。测区内共有36条大小断层。其中最大者破碎帶寬12M（F13），断距30~50m（F10），岩层单斜。右岸倾向河床，左岸傾向山体。河床覆盖层深20餘米。建材也较充裕，附近10km內砂礫料有500萬方，3km內土料有1000萬方，石料够用，砂料缺乏。
我们910设计组用了近两个月时间作坝段比较选择。对每个坝段作了多种方案的设计。比较结果，采用了石渠坝段为首选坝段。理由主要是：八里胡同地质复杂、问题严重；石渠坝段地质条件相对较好，它岩性虽较软弱，但构造简单、情况明朗、处理也较方便。枢纽布置和施工条件也以石渠为佳。在坝段比较阶段，我的工作是分析八里胡同溶洞规律和防渗措施，提出溶洞处理方案的报告，完成大图两张。
下一步是进行初步设计阶段的石渠枢纽布置。我们作了八个方案，包括坝线比较、坝型比较和布置方式比较。比较了上下游不同位置的坝线，选取了下游坝线。比较了混凝土大头坝、堆石坝、土坝、过水土石坝和土石混合坝等坝型，选取了大斜墙非溢流土石混合坝。比较了电厂放右岸、放左岸的不同布置方案，选取了电厂及引水系统放左岸，溢洪道、导流管道和升船机放右岸的方案。
坝的结构设计结果，最大坝高83米，坝顶高程235米，长489米，宽10米。上游坝坡1：2.5，1:2.75, 1:2.5；下游坝坡,1:2.25，1:2.5, 1:2.5。总体积426万方。
我重点参加的工作是引水系统和电站厂房设计。它们放在左岸三叠纪岩层上。设计原则是：地基好，躲开大断层及软弱岩层，引水管线尽可能短、平顺、弯道少、放在斜坡的倾向上，进厂时与厂房外墙垂直，开挖量、工程量最小。经过移动厂房、引水管的各种排列组合的方案比较，对选定方案我画了大图。最大管长163.4米，开挖石方224万方，土方57万方。
在引水方式上还比较了有前池和无前池两种方案，选择了无前池方式。在断面材料上比较了钢管与钢筋混凝土管方案，初选了前者。我为引水系统写了设计报告、专题报告，绘制了大幅设计图。钢管内径7.5米，钢板厚14-22毫米。每2.5米设一刚性环，每7.5米加一支撑环，伸缩接头有三个。水平段用钢筋混凝土管。工程量是：钢筋1080吨，钢板1840吨，混凝土5.5万方，保温材4300立米，总造价533万元。
厂房长164.4米、宽24米、高46.5米，户内式。安装6台PO-702BM机组，转轮直径5.5米，容量12.5万千瓦，总装机容量75万千瓦。蜗壳及尾水管为钢板衬砌。主厂房设两台310-75-20吨桥式吊车。副厂房在下游侧有主控室、电缆室等，上游侧有油、气、水系统。开关站放厂侧。厂房混凝土共10万立米。
溢洪道、导流管道和通航建筑物都有具体设计，此处不详述。
施工特点是土石方工程量大，开挖1000万方，填筑500万方。混凝土40多万方。施工采用机械与人工相结合方式。施工企业分布在下游两岸。施工截流在12月，流量1122秒立米，设一分流闸降低水头，用平堵法堵截龙口。施工工期4年，劳动力高峰达2万7千人。机械设备需塔式起重机3台，皮带运输机4000米，蒸汽机车16台，翻斗矿车570辆，自卸卡车120辆。
枢纽总造价1.9亿元，单位千瓦投资为257元。
我们完成上述设计任务后，已是1959年8月。紧接着就是毕业设计答辩。水利系成立了答辩委员会，学生需在规定时间内提交毕业设计的全部成果，包括毕业设计任务书、设计图纸、计算书、说明书、设计报告等，经指导教师认可、评阅教师评阅通过后，才有资格参加答辩。
系里公布了答辩名单和时间。安排我在8月16日答辩。
我在答辩前撰写了长达13页的《答辩提纲》，作了充分的准备。16日我进入答辩室后，只见答辩主席黄文熙教授（中科院学部委员，后来称为院士）和陈兴华老师等三位老师端坐桌旁，我将所完成的几张大图张挂好，就开始报告毕业设计情况，包括枢纽设计概况，自己所完成的设计任务，涵盖设计背景、方案构思、计算过程、成果价值等。老师们提了几个问题，我都立即一一作答，阐述了自己的观点和依据。陈述和答辩大约经过一个多小时，黄文熙教授含着满意的笑容宣布答辩结束。我怀着轻松的心情走出答辩室。事后得知，我的毕业设计成绩为5分（优）。
这里还要说明，虽然若干年后，黄河三门峡以下工程布局作了改变，取消了八里胡同和任家堆两个梯级，而以小浪底高坝代替。小浪底枢纽于1994年开工，2001年底主体工程全部竣工。蓄水后的小浪底水库，将八里胡同和石渠坝址，淹没于深深的水下，该处现已成为国家AAAA级旅游景区。但是清华师生当年所作的设计，是黄河中游梯级治理的一次重要实践。它的设计思路和方案，为后续黄河其他梯级枢纽的建设提供了参考，尤其是在比选坝址、工程布局等方面的经验，对后来黄河治理工程的设计有着借鉴意义。此外，这一设计也体现了高校科研服务国家工程的能力，使学生得到扎实的工程设计锻炼，在培养人才方面也有丰富收获。我自己感到的最大收益是，提高了将知识应用于解决实际工程问题的独立工作能力。这种能力令我受益终生。
2026年5月28日完稿。文中图1、2、6取自网络，谨向原制作者致谢。
图1，小浪底枢纽蓄水后的八里胡同风光
图2，黄河小浪底枢纽俯瞰图
图3，当年为自己写的答辩提纲封面
图4，当年的答辩提纲13页中的一页-1
图5，当年的答辩提纲13页中的一页-2
图6，毕业设计答辩会场模拟图
我的“清华岁月”文章系列，到此划上句号。感谢关注，敬请批评。