三门峡大坝泄洪排沙
根治水患，实现“黄河清”，一直是国人的美好愿望。
1958年11月25日，三门峡工程完成黄河截流。1960年6月，大坝已浇筑到340米；同年9月，实现关闸蓄水拦沙。
然而，事与愿违。自然规律是无情的，黄万里从泥沙运行原理揭示修建三门峡水库之弊端，快速显露出来：1961年2月，当坝前水位达332.58米（尚未到设计高程）时，泥沙淤积迅速发展；同时，原来设想得比较简单乐观的移民也遇到了困难。
本年度下半年，15亿吨泥沙全部壅在了从潼关到三门峡的河道里，潼关河床抬高，渭水河口形成拦门沙，渭河航运窒息，渭河平原地下水位上升，弄得从无水患的渭河两岸也不得不修起了防洪堤。而关中平原的地下水无法排泄，田地迅速出现盐碱化甚至沼泽化，粮食因此减产。这一年，潼关以上黄河渭河大淤成灾。水壅高后横向冲击，使两岸坍塌农田80万亩，一座县城被迫迁移。
中流砥柱
1962年3月，水库内的淤积已经开始迅速发展，潼关河床在一年半的时间内暴长4.5米，成了名副其实的“悬河”。最糟糕的是，河床的“翘尾巴”——即泥沙淤积向上游延伸，严重危害着关中平原的安全，已威胁到以西安为中心的工业基地。
为此，水电部不得不在郑州召开会议，将美妙的“黄河清”暂时放下，而把三门峡水库的运用方式由当初定的“拦蓄上游全部来沙”改为“滞洪排沙”。这一举措，水位不得不降低。而失去了大水头，第一台15万千瓦的发电机组披红挂彩地发电不足一个月，便丧失了用武之地，只好改装5万千瓦小机组。
与此同时，耗费惊人的人力物力财力打通排水洞，以泄泥沙。如此一折腾，不下百亿元投进水库“打水漂”。运用方式作了180度“大转弯”之后，淤积有所减缓，但因泄水底洞底槛高，泄流量还是太小，“翘尾巴”淤积继续向上游发展，造成渭河、洛河、黄河淤积连锁反应。
三门峡大坝侧影
事实正朝着黄万里所担忧的方向一步步地发展。
这样一来，受害严重的陕西省再也不能容忍，遂在1962年4月召开的二届全国人大三次会议上，拟请国务院从速制订黄河三门峡水库近期运用原则和管理的具体方案，提出坝前水位降到315米以下，泄洪闸门全部开启，以减少库区淤积，并保护335米移民线以上居民的生产、生活、生命安全。在随后的许多年里，三门峡工程的运用方式虽几经调整，但三门峡工程对渭河造成的危害却仍在继续。类似的不满和争议也就不免时常出现。面对实际情况，国务院责成水利部研究三门峡大坝改建问题。
这是第二次改建：打开封死的底孔
第一期改建方案如下：在大坝左岸增建两条泄洪排沙隧洞，改建四根引水发电钢管，让被正面大坝堵住的沙和水，尽量从旁边的又新开出的隧洞和底下本来用来发电的管子流出去，以此来加大泄流排沙能力，这个“两洞四管”方案被认为是周总理“挽救了一个接近失败的工程”。作为一个救急方案，改建工程1965年开工，三年之后完成。
此时，水库淤沙虽有减轻，但潼关以上淤积却仍然在继续，水库的排沙能力显然还不够。黄万里认为，改建工程未能纠正建坝时的错误设计思想，力主必须让泥沙排出水库以挽救渭河两岸。建坝以后，由于泥沙淤积在水库内，人们只得将坝下部的泄水洞逐年一一打开，似乎排出许多沙来，实际上排出的只是潼关以下库内历年的积沙，而每年随水流冲下的泥沙仍淤积在潼关以上的黄河与渭河里。
1966年，库内淤积泥沙已达34亿立方米，占库容44.4%。三门峡水库已成死库。
渭河
1968年，第一期改建刚刚结束，第二次改建就于1969年接踵而至，所有的争论至此已经变得毫无意义，“防止下游千年一遇的洪水”不再提，变成了“确保西安，确保下游”，气魄不那么雄伟的“合理防洪、排沙放淤、径流发电”得到确认，只能将当年黄万里主张保留以备将来排沙却在施工时被堵死的施工导流底孔打开，从1号孔到8号孔，每一个耗资1000万元，又将1~5号机组进水口高程由300米降到287米，泄洪排沙。
此时的三门峡水利枢纽，距离当初激情规划的巨大综合效益，已大打折扣：
由于水位的一再调低，发电效益已由最初设计的90万千瓦机组年发电46亿千瓦时，下降到二期改建后的25万千瓦机组年发电不足10亿千瓦时；
灌溉能力也随之减弱；为下游拦蓄泥沙实现黄河清与地下河的设想，也随着大坝上的孔洞接连开通而作废；发展下游航运，更是因为黄河遭遇长年枯水而无法实现。
第二次改建花了两年半的时间，以坝身百孔千疮外加旁边还有两条导管的代价，暂时解决了三门峡大坝的泄流排沙能力问题。原指望黄河清水长流的三门峡工程，已然水库不像水库，电站不像电站。
黄万里：悲切中依然心系黄河
在这一长期历史过程中，没有任何人能体会到黄万里备受煎熬的心情。头顶沉重的“右派”帽子，他只能空怀绝技而无处施展，他只能在孤独中长吁短叹。
1962年8月，“闻黄河中游淤塞，三门峡水库不能蓄水，一如当年愚言，怅惘之余，诠次为七言长句。”黄万里写了《念黄河》一诗：
廷争面折迄无成，既阖三门见水清。终应愚言难蓄水，可怜血汗付沧溟。
徙薪曲突非求泽，烂额焦头自上鬓。肠断秦川陇水咽，艳阳遗照此精诚。
三门峡坝下
1963年，潼关河床继续升高，上游泥沙不断淤积，提出解决方案已经迫在眉睫。8月，黄万里自述里言道：“癸卯伏雨，闭户披览各家改建三门峡坝工意见，顿时无穷之虑，怅望禹功，泪垂无已”。
三门峡水利枢纽
1964年春天，黄万里实在坐不住了，他不顾个人安危，上书国家副主席董必武，陈明三门峡坝淤积的严重性。
不久，水利部召见黄万里，要他拟出三门峡大坝的改建计划。黄万里昼夜兼程，以60天的时间完成《改修黄河三门峡坝的原理与方法》，建议开洞排沙，以灯泡式水轮机加速底流，“期救秦川于陆沉，复蓄水以调洪兴利”，真可谓一片冰心在玉壶。水利部于1964年9月印发。黄万里难得有一吐为快的愉悦。但事与愿违，黄万里的建议未得采纳，他再一次陷入了深深的失落之中。
黄万里先生
到史无前例的“运动”时，被迫下放改造的“异己分子”的黄万里，自嘲曰：“上午参加学习班，俯首听批。下午扫地。晚上可以自己想黄河的事”。期间他曾就三门峡改建方案致信周恩来总理，说明必须外加能量，把泥沙排出坝外，才能挽救秦川于陆沉。
1973年初，他被准许在监视下进入当时的“三线”潼关以上地区，考察黄河、渭河的地貌与河势。黄渭之行，目睹中游人民遭受的“从下游移来的苦难”，悲从中来。他在头戴右冠、边挨批斗、边劳动改造的业余时间里，在工棚昏暗的油灯下，完成了《论治理黄河的方略》、《论连续介体最大能量消散率定律》等论文，也写出了大量的诗篇。
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