紅旗渠工程科技內(nèi)涵與創(chuàng)新實踐研究報告

“紅旗渠科技內(nèi)涵挖掘”課題組

一、前言

紅旗渠地處河南省林縣（現(xiàn)林州市，下同）。千百年來的林縣歷史就是一部缺水血淚史。林縣人民早已深刻認識到“有水則生、無水則亡”的現(xiàn)實，但在舊社會卻無力改變。新中國成立后，林縣人民決心改變“十年九旱”的歷史狀況，于1960年2月開始了改造自然、改變命運的抗?fàn)?，開工建設(shè)紅旗渠工程。在中國共產(chǎn)黨的堅強領(lǐng)導(dǎo)下，經(jīng)過近十年的奮戰(zhàn)，1969年7月支渠配套工程全面完成，在林縣建成以紅旗渠為主體的引蓄結(jié)合、能灌能排的農(nóng)田供水系統(tǒng)，呈現(xiàn)出一幅“渠道網(wǎng)山頭，清水到處流，旱澇都不怕，年年保豐收”的水利畫卷。

1974 年，中國首次將紀(jì)錄片《紅旗渠》在聯(lián)合國大會上播出，展示了偉大的林縣人民在資金物資極度短缺、裝備和技術(shù)極度匱乏、懸崖絕壁施工極度艱難的情況下，成功修筑紅旗渠工程的偉大事跡。紀(jì)錄片播放后，美聯(lián)社評論道：“紅旗渠的人工修建，看后令世界震驚”。周恩來總理曾自豪地告訴國際友人：“新中國有兩大奇跡，一個是南京長江大橋，一個是林縣紅旗渠?！?/p>

偉大實踐催生偉大精神。紅旗渠工程建設(shè)造就了“自力更生、艱苦創(chuàng)業(yè)、團結(jié)協(xié)作、無私奉獻”的紅旗渠精神。2011 年3 月，習(xí)近平總書記在參加十一屆全國人大四次會議河南代表團審議時動情地說：“紅旗渠精神是我們黨的性質(zhì)和宗旨的集中體現(xiàn)，歷久彌新，永遠不會過時”。2022年10月28日，習(xí)近平總書記在視察紅旗渠時再次指出，紅旗渠就是紀(jì)念碑，記載了林縣人不認命、不服輸、敢于戰(zhàn)天斗地的英雄氣概。要用紅旗渠精神教育人民特別是廣大青少年，社會主義是拼出來、干出來、拿命換來的，不僅過去如此，新時代也是如此。習(xí)近平總書記強調(diào)，紅旗渠精神同延安精神是一脈相承的，是中華民族不可磨滅的歷史記憶，永遠震撼人心。年輕一代要繼承和發(fā)揚吃苦耐勞、自力更生、艱苦奮斗的精神，摒棄驕嬌二氣，像我們的父輩一樣把青春熱血鐫刻在歷史的豐碑上。

紅旗渠工程被譽為“世界第八大奇跡”，是林縣人民奮斗與智慧的實踐結(jié)晶，是“苦干加巧干”的杰出作品。一直以來，相對于以“苦干”為主要特征的紅旗渠精神挖掘和宣傳，以“巧干”為內(nèi)核的科學(xué)技術(shù)展示尚不充分。2023年5月16日，李國英部長在紅旗渠現(xiàn)場調(diào)研時作出專門部署，由水利部辦公廳組織中國水利水電科學(xué)研究院開展紅旗渠工程科技內(nèi)涵與創(chuàng)新實踐的專題研究。工作組開展了現(xiàn)場調(diào)研、文獻檢索、專題研討和專家咨詢，形成本研究報告。

本報告基于當(dāng)年的水利科技發(fā)展水平，還原梳理了紅旗渠工程當(dāng)時面臨的科技挑戰(zhàn)，深入挖掘了規(guī)劃設(shè)計、測量控制、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、材料制備、組織管理、運維管護等方面的工程科技內(nèi)涵；從工程地質(zhì)環(huán)境、規(guī)模與復(fù)雜程度、機械裝備與技術(shù)力量、材料和投入等多個維度，對紅旗渠工程難度進行系統(tǒng)評價，力圖形成“世界第八大奇跡”的科學(xué)注腳；挖掘凝練和總結(jié)了空心壩、渡槽、渠道、隧洞等主要建筑物設(shè)計施工環(huán)節(jié)的工程技術(shù)亮點，結(jié)合紅旗渠復(fù)雜巨系統(tǒng)水利工程特色，提出了紅旗渠科技精神的內(nèi)涵；從更高視野和更深層次闡釋了紅旗渠工程所蘊含的七大關(guān)系協(xié)調(diào)實踐，以期形成對新時代水利高質(zhì)量發(fā)展的啟示與借鑒。

紅旗渠科技內(nèi)涵十分豐富，但受研究人員的認識水平以及時間所限，對紅旗渠工程科技內(nèi)涵挖掘深度和廣度仍有較大提升空間，期望大家提出寶貴的意見和建議，豐富科技紅旗渠，讓更廣大的水利工作者更加系統(tǒng)深入地認識紅旗渠工程科技內(nèi)涵、精神與價值。

二、紅旗渠工程概況與難度挑戰(zhàn)

1.紅旗渠工程基本情況

紅旗渠位于河南省林縣境內(nèi)。歷史上林縣是個山窮、水窮、地窮、人窮的貧瘠山區(qū)。全縣不僅水源匱乏，而且自然災(zāi)害頻發(fā)。境內(nèi)山巒起伏，溝壑縱橫，土薄石厚，地質(zhì)復(fù)雜，降水量年內(nèi)年際分布極不均勻。濁漳河、露水河、洹河、淅河、淇河等5條季節(jié)性河流，平時干涸斷流，汛期水勢猛漲，水土流失嚴重。然而比洪水災(zāi)害更可怕的是缺雨造成的十年九旱?！读挚h志》記載，自明朝正統(tǒng)元年（1436年）到1949年的514年間，林縣發(fā)生自然災(zāi)害100多次，大旱絕收30次。林縣人民在這極其惡劣的生存環(huán)境中苦苦掙扎，形成了特有的望水、盼水、惜水意識。水幾乎貫穿了林縣人民的全部生活和精神世界。

為徹底改變林縣干旱缺水的面貌，在中國共產(chǎn)黨的領(lǐng)導(dǎo)下，1957 年林縣掀起修庫、修渠的水利建設(shè)高潮，先后在淇河上修建了淇南、淇北2條渠道，在淅河上修建了建設(shè)渠，在洹河兩岸修建了豐產(chǎn)、建民和躍進等小型渠道。1958年，先后修建了南谷洞、弓上、要子街等3 座中型水庫以及黃華、曲山、石門等30 多座小型水庫。同時，還修建了英雄、淅南、高峰、天橋斷渠道，擴建了抗日渠。林縣通過興修水利，培養(yǎng)了大批專業(yè)技術(shù)人才，積累了豐富的水利施工經(jīng)驗。

1959 年，林縣遭遇特大旱災(zāi)，河水?dāng)嗔?，已建水庫干涸，大批新建渠道等無法發(fā)揮效益。同年10 月，為徹底解決境內(nèi)缺水問題，決定引山西境內(nèi)的漳河水入林縣，旋即開展工程前期引水點和渠道線路勘測。1960年2月，動工興建“引漳入林”工程。受工具、材料、技術(shù)等條件限制，經(jīng)過1 個多月的奮戰(zhàn)，工程進展緩慢。關(guān)鍵時刻，林縣緊急召開了“盤陽會議”，決定將“引漳入林”命名為“紅旗渠”。同時，將總干渠工程分為四期施工，完成一段、通水一段，以水促渠。1965年4 月5 日，紅旗渠總干渠全線通水。1966 年4 月，完成3條干渠建設(shè)。歷經(jīng)十年奮戰(zhàn)，到1969年7月1日基本完成紅旗渠主體工程建設(shè)，共建大小渠道351條，全長1525.6 km。1975年年底，紅旗渠配套工程改善擴建基本結(jié)束。

紅旗渠灌區(qū)設(shè)計灌溉面積54萬畝（1畝=1/15 hm2，下同），共有干渠、分干渠10 條，總長304.1 km；支渠51 條，總長524.2 km；斗渠290 條，總長697.3 km。紅旗渠渠首位于山西省平順縣石城鎮(zhèn)侯壁斷下，總干渠長70.6 km，縱坡1/8000，設(shè)計流量20 m3/s，加大流量23 m3/s。主要建筑物包括渠首攔河壩、青年洞、空心壩、南谷洞渡槽、總干渠分水閘、桃園渡橋、紅英匯流、奪豐渡槽、曙光洞和曙光渡槽等。

1989 年，受漳河來水減少及水量分配等影響，紅旗渠實際引水量明顯減少。同時，由于風(fēng)剝水蝕，工程漸趨老化。因此，及時開展工程技術(shù)改造、走節(jié)水型灌溉道路勢在必行。自1993年開始，紅旗渠接續(xù)開展了三輪技術(shù)改造。1993年至1997年，第一輪技術(shù)改造主要提升總干渠功能；2005 年至2014 年，第二輪技術(shù)改造主要改造總干渠、二干渠、紅英干渠、紅英南分干渠、紅英北分干渠等5條渠道的險工險段；第三輪技術(shù)改造從2017年開始，分三年實施，主要對總干渠、二干渠、三干渠、紅英南分干渠、淅南干渠及天橋干渠以及26條灌溉面積較大的支渠進行續(xù)建配套及節(jié)水改造。2021年8月，紅旗渠實施了“十四五”灌區(qū)續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造項目，重點改造老舊輸配水工程及建筑物，開展了信息化工程建設(shè)并改善管理設(shè)施。

紅旗渠運行50 余年來，共引水130 億m3，農(nóng)業(yè)灌溉供水60億m3，共澆灌農(nóng)田4700萬畝次，不僅支撐和保障了林州市經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，而且為當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境保護作出積極貢獻。

2.紅旗渠工程面臨的科技挑戰(zhàn)

紅旗渠地處太行山，地形多樣，地質(zhì)多變，工程艱險，技術(shù)要求高。在當(dāng)時的生產(chǎn)力水平下，紅旗渠工程建設(shè)與管理面臨諸多艱巨的科技挑戰(zhàn)。

一是工程體系十分復(fù)雜。紅旗渠工程規(guī)劃以漳河水為主，工程設(shè)計要求做到“能引就引、能蓄就蓄、能挖就挖、能提就提、上排下用、排灌結(jié)合”，且應(yīng)充分利用雨水、井水、庫池水等水源，與現(xiàn)有水利設(shè)施形成有機整體。為此，沿渠需要規(guī)劃設(shè)計“長藤結(jié)瓜”式中小型水庫、蓄水池、旱井等蓄水工程，設(shè)計固定式機電灌站和水輪泵站等提水工程，并利用渠道落差建設(shè)水力發(fā)電站等。復(fù)雜的功能需求大幅度提升了紅旗渠規(guī)劃設(shè)計難度。

二是工程地質(zhì)條件差?？偢汕?jīng)之處位于太行山背斜軸部附近，大部分為古老巖石。沿線多處于弱風(fēng)化帶或嚴重風(fēng)化帶，巖石破碎、膠結(jié)松散、易坍塌。沿線地質(zhì)條件不良地段長約12 km，惡劣地段長8 km，占比達30%。這給在懸崖峭壁上修建渠道、打通隧洞帶來了極大挑戰(zhàn)。

三是勘測設(shè)計難度大?？偢汕透汕挥诜鍘n疊嶂的太行山山腰，山梁溝谷、懸崖峭壁等地形多變，給測量工作帶來極大困難。測量精度要求高、技術(shù)設(shè)備奇缺、技術(shù)力量薄弱是紅旗渠勘測設(shè)計面臨的主要挑戰(zhàn)。當(dāng)時全縣只有1臺經(jīng)緯儀和2臺測量儀，根本無法滿足在崇山峻嶺間精確選線和定線的要求。同時，因工期緊、任務(wù)重，也給勘測設(shè)計帶來了困難。因?qū)I(yè)人員十分緊缺，初步設(shè)計僅由包括吳祖太在內(nèi)的林縣水利局幾名技術(shù)人員承擔(dān)，基本上是在邊設(shè)計邊施工中進行。

四是工程量巨大。根據(jù)紅旗渠工程規(guī)劃和初步設(shè)計，工程需要途經(jīng)50 余處懸崖絕壁，橫穿240 余座山嶺，跨越270余條溝河，共需修建干、支渠1500多km，規(guī)劃削平山頭1200余座。同時，計劃鑿?fù)ㄋ矶?30多座，全長近50 km，其中總干渠隧洞達40多座，長度約占總干渠的1/20。當(dāng)時沒有現(xiàn)代化施工機械，貫穿山嶺極為困難，僅靠人力施工，難度可想而知。

五是工程材料嚴重不足。紅旗渠工程規(guī)模較大，所需建筑材料較多，施工期間正處于我國經(jīng)濟困難時期，物資供應(yīng)、資金支持、道路運輸?shù)葪l件都很緊張。同時，水泥和炸藥等多為國家計劃配給物資，需從外地調(diào)運。隨著工程進度不斷深入，水泥、炸藥用量單靠外地調(diào)運遠遠滿足不了工程需要。

六是施工精度要求高。渠首侯壁斷下引水點渠底高程僅比分水嶺高出14.7 m，這就意味著水流在太行山崇山峻嶺之中環(huán)繞自流的70 多km 路程，必須要有連續(xù)不斷的坡度。同時，為了爭取滿足更大的灌溉面積所需，總干渠采取了平緩坡降1/8000，對施工精度的要求極高。這樣長距離、小落差、自流輸水掛壁渠道工程在當(dāng)時中國水利史乃至世界水利史上都是極其少有的，即使放在當(dāng)下也足以令人驚嘆。

七是施工安全風(fēng)險大。總干渠全部位于懸崖峭壁，爆破后的懸崖峭壁常常是亂石懸空、裂縫縱橫；建設(shè)者們長年穿行在地勢險惡的渠岸或陡坡邊崖上；隧洞掘進爆破時，施工者面臨著落石、塌方甚至窒息等風(fēng)險；高空運送施工材料等重物多用自制土吊車替代機械起重機，事故風(fēng)險高。正因如此，在紅旗渠建設(shè)過程中，即便是在嚴格安全管理和創(chuàng)新工藝技術(shù)等前提下，還是有81位建設(shè)者犧牲在施工現(xiàn)場。

八是施工管理難度大?？偢汕_始施工時，勞力最多達3.7 萬人，干渠工程一般投入勞力3 萬人；支渠及以下配套工程施工時，人數(shù)達到4 萬余人。在做好施工組織、任務(wù)分配、物資供應(yīng)和后勤保障的同時，還要保證工程質(zhì)量和施工安全并能按期完成任務(wù)，對當(dāng)時紅旗渠工程的組織管理來說是巨大的挑戰(zhàn)。

九是運行管理難度大。紅旗渠水源濁漳河最大月平均含沙量達34.9 kg/m3，取水防沙難度與黃河中下游基本相當(dāng)，處理不慎會造成大量泥沙淤積在渠首或渠道中，極易導(dǎo)致取水流量不足或渠道需頻繁清淤等問題的出現(xiàn)。同時，紅旗渠地處山區(qū)，兩岸山坡陡峻，坡降多在1/80～1/200，山洪頻發(fā)，水流湍急。山洪暴發(fā)造成的渠道決口、山石風(fēng)化和山洪沖刷造成的渣石入渠等都會給工程運行管理帶來巨大挑戰(zhàn)。

基于以上九方面的嚴峻挑戰(zhàn)，在是否建設(shè)紅旗渠工程上曾經(jīng)一度出現(xiàn)爭論，所幸林縣人民以“重新安排林縣河山”的豪情，以“實踐—認識—再實踐—再認識”的智慧，奮戰(zhàn)苦干十年，最終取得成功。

3.紅旗渠工程難度評價

紅旗渠修建在峰巒疊嶂的太行山山腰，大致沿地面等高線蜿蜒行走，沿線地形陡峭，70.6 km的總干渠都在掛壁上施工。而且，沿線多處于弱風(fēng)化帶或嚴重風(fēng)化帶，加上要實現(xiàn)1/8000 小落差自流輸水，這都給掛壁渠道的修建帶來極大的困難。同時，由于山梁溝谷、懸崖峭壁等地形、地質(zhì)條件多變，紅旗渠工程布局建設(shè)了渠道、空心壩、渡槽、隧洞等12408座輸水建筑物，骨干渠道總長1525.6 km。236座隧洞多選在山體石質(zhì)堅硬的位置，以減少襯砌、降低塌方風(fēng)險。但是，在沒有施工機械的條件下，只能依靠人工一釬一錘鑿?fù)?，難度可想而知。在當(dāng)時經(jīng)濟、社會和技術(shù)條件下，作為舉一縣之力規(guī)劃設(shè)計并組織建造的水利工程，遇到的困難不計其數(shù)，難度堪稱世界頂級，其中，最為突出的體現(xiàn)在工程地質(zhì)環(huán)境、工程規(guī)模和復(fù)雜程度、工程機械裝備與技術(shù)力量、工程材料和工程投入等方面。

在工程地質(zhì)環(huán)境方面：太行山東側(cè)為地質(zhì)復(fù)雜的斷層構(gòu)造，這也是導(dǎo)致林縣地區(qū)缺水的主因，同時給紅旗渠修建帶來巨大挑戰(zhàn)。沿線地處太行山區(qū)，受濁漳河長期侵蝕，沿河兩岸自然邊坡地形陡峻，最大高差近千米。紅旗渠穿越了第四系沖洪積、坡積物松散巖類、紫紅色砂質(zhì)泥頁巖組成的薄層風(fēng)化碎屑巖類等諸多復(fù)雜地層單元，巖性條件較差，易形成崩塌、滑坡、塌方等風(fēng)險。渠道修建需穿越眾多水文地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)，如河流、溝壑、山谷等，工程面臨水流沖刷及水位變化調(diào)控等諸多難題。此外，渠道穿越洞段存在超硬巖，一些地層以石英砂巖為主，用地質(zhì)錘砸上去甚至能敲出火星，堅硬無比，極大地增加了鑿巖難度。綜合考慮地形、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)等因素，紅旗渠工程地質(zhì)環(huán)境難度等級為9級。

在工程規(guī)模和復(fù)雜程度方面：紅旗渠骨干渠系全長1525.6 km，是一項集水庫、渠道、隧洞、渡槽、閘壩、電站于一體，具有引水、蓄水、提水、灌溉、排水、發(fā)電等功能的復(fù)雜超長集群引調(diào)水系統(tǒng)工程。工程建設(shè)歷時近十年，削平山頭1250座，修建各類建筑物12408座，完成土石砌方4718萬m3。其中包括建設(shè)中小型水庫390座；架設(shè)渡槽195座，長度達10272 m；開鑿隧洞236個，總長度49.36 km。設(shè)計加大流量23 m3/s，最大年引水量3.74億m3，設(shè)計灌溉面積54萬畝。建成后在統(tǒng)計工程量時發(fā)現(xiàn)，如果把這些土石壘成高3 m、寬2 m的方墻，可以縱貫祖國南北，相當(dāng)于從哈爾濱到廣州修筑一道“萬里長城”。從工程規(guī)模和復(fù)雜程度考慮，工程難度等級為9級。

在工程機械裝備與技術(shù)力量方面：在當(dāng)時的施工條件下，幾乎沒有任何施工機械設(shè)備，施工隊員們只能采用鐵錘、鋼釬、扁擔(dān)、紡線陀等簡易工具（共計達38 萬件），近乎完全用人力依靠肩挑背扛來施工。此外，專業(yè)技術(shù)人員嚴重不足。1960年開工時全縣僅有28 名水利技術(shù)人員，最高學(xué)歷是中專，其余都是不懂專業(yè)技術(shù)的農(nóng)民。另外，勘測儀器嚴重不足，全縣僅有2臺水平儀和1臺經(jīng)緯儀，無法滿足如此龐大施工規(guī)模的需要。技術(shù)員憑借自制的簡易水平儀，實現(xiàn)縱坡1/8000的高精度控制。對比同時期的國內(nèi)外同類工程機械裝備與技術(shù)力量，紅旗渠的難度遠超其他工程，工程難度等級為10級。

在工程材料方面：紅旗渠工程規(guī)模大，需用建筑材料多，建設(shè)期正值我國三年自然災(zāi)害困難時期，物資供應(yīng)極度匱乏，資金和運輸力量嚴重不足。據(jù)估算，工程建設(shè)需用炸藥超過2000 t，總干渠修建渠道需用石灰1000 t/km，材料消耗巨大。以當(dāng)時當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，石灰、炸藥、水泥、雷管、導(dǎo)火線等主要工程材料的貨源根本無法滿足工程建設(shè)需要。勞動建設(shè)者自力更生，開辦炸藥廠碾藥造雷管，就地取材無窯燒石灰，擴建縣水泥廠保質(zhì)提量，實現(xiàn)工程材料自制自用，確保工程所需，節(jié)約大量資金，勝利完成紅旗渠建設(shè)任務(wù)。工程材料復(fù)雜程度極高，工程難度等級為9級。

在工程投入方面:自1960年2月紅旗渠總干渠動工，到1969年7月支渠配套竣工，紅旗渠建設(shè)總投工3740.2萬個、總投資6865.64萬元，其中自籌資金5839.66萬元，占總投資的85.06%。自籌資金中含投工折款3740.17萬元（按照每工日1元折算），自籌資金及物料折款2099.49萬元。對比紅旗渠修建之初，整個林縣的財政收入只有290萬元，工程總投資是林縣財政收入的24倍，林縣自籌資金達到自身財政收入的20倍。對比同時期的國內(nèi)外同類工程投入與財政收入的比例，紅旗渠的工程投入難度遠超其他工程，工程難度等級為10級。

與同時期的人民勝利渠、韶山灌區(qū)、景泰川工程（一期）以及美國加州中央河谷工程等綜合對比（圖1），紅旗渠的工程規(guī)模雖不是最大，單項科技含量及建造水平在當(dāng)時也不算最高，但相對其他幾項國家層面組織修建的工程項目，相較于有限的科技與設(shè)備支撐條件，其工程結(jié)構(gòu)及復(fù)雜程度相對最大，工程地質(zhì)環(huán)境難度等級最高，人力手工施工的工程量相對最大，自制材料相對最多，在經(jīng)濟極為困難時期的工程投入相對最高，工程建設(shè)條件復(fù)雜、施工人員面臨的危險程度最為嚴峻。在當(dāng)時的社會條件下，林縣能夠自主完成這樣一項水利工程的建設(shè)，堪稱奇跡。

圖1 國內(nèi)外同時期工程難度等級對比

正是因為紅旗渠集九大挑戰(zhàn)和9 級以上難度于一體，當(dāng)時很多人認為工程實施簡直是異想天開，工程從一開始就遇到困難，一度進展緩慢，要求下馬的聲音經(jīng)常出現(xiàn)，中途也幾經(jīng)波折，甚至接近夭折。但林縣人民飽受缺水之苦，在中國共產(chǎn)黨的堅強領(lǐng)導(dǎo)下，以“不破樓蘭終不還”的勇毅和“實干巧干一起干”的智慧，立足本地條件，依靠集體力量，沒有資金自己籌，沒有糧食自己帶，沒有機械自己造，沒有材料自己制，沒有技術(shù)自己學(xué)，知難而進，設(shè)法克服一切困難，硬是闖出了一片新天地。在打通王家莊隧洞、橫劈鸻鵡崖、鑿?fù)ㄇ嗄甓吹冗^程中，人們面對著山體太硬難開鑿、工段艱險多傷亡、工程施工少材料等重重困難，以大無畏的革命奉獻精神和科學(xué)創(chuàng)造的樂觀主義精神逐一化解。

經(jīng)過十年奮戰(zhàn)，紅旗渠建設(shè)者們尊重科學(xué)規(guī)律，因地制宜、實踐創(chuàng)造、自力更生、艱苦奮斗、團結(jié)協(xié)作，最終克服了九大科技挑戰(zhàn)，造就了設(shè)計構(gòu)思新穎、工程規(guī)模宏大、技術(shù)應(yīng)用巧妙、實際效用久遠的“人工天河”。1976年9月，羅馬尼亞共產(chǎn)黨中央委員龍普洛什蒂魯參觀紅旗渠后稱：“紅旗渠是世界第八大奇跡”。聯(lián)合國工委主席迪曼說：“參觀了紅旗渠有必要更改歷史的說法，世界上有七大奇跡不對，紅旗渠應(yīng)列為第八。它不僅是技術(shù)上的成功和突破，而且是政治上的意志的戰(zhàn)勝?！?/p>

三、紅旗渠工程豐富的科技內(nèi)涵

紅旗渠這條鑲嵌在太行山懸崖峭壁間的水利藝術(shù)飄帶，讓親眼目睹的人們都難以相信這是60年前在中國最為困難時期、科學(xué)技術(shù)很不發(fā)達時期所修建的百年工程。除了偉大的革命精神和十年如一日的奮斗以外，科學(xué)技術(shù)是另外一方面的主導(dǎo)性、決定性因素。尊重科學(xué)規(guī)律，應(yīng)用科學(xué)技術(shù)，堅持需求導(dǎo)向、問題導(dǎo)向、效用導(dǎo)向，科學(xué)規(guī)劃、科學(xué)測量、科學(xué)施工、科學(xué)管理的理念和實踐貫穿了工程建設(shè)全過程，其中豐富的科技內(nèi)涵在規(guī)劃設(shè)計、勘測測量、結(jié)構(gòu)選型、材料制備、組織管理、運行管護等諸多方面都得到充分體現(xiàn)。

1.全局統(tǒng)籌的規(guī)劃設(shè)計

規(guī)劃設(shè)計是工程施工的前提，直接關(guān)系到未來工程的質(zhì)量和利用效能。針對紅旗渠引水量大、灌溉范圍廣的特點，林縣高度重視對工程線路的全局統(tǒng)籌和整體優(yōu)化設(shè)計，為工程長效利用提供了基礎(chǔ)支撐。

一是堅持以系統(tǒng)思維統(tǒng)領(lǐng)工程規(guī)劃布局設(shè)計。紅旗渠在工程規(guī)劃布局、配套工程設(shè)計、渠系線路設(shè)計等方面堅持全局思維和多要素、多功能統(tǒng)籌的思路，契合復(fù)雜系統(tǒng)工程的科學(xué)邏輯。首先，在工程規(guī)劃布局上，設(shè)計全自流穩(wěn)定引水模式，盡可能節(jié)約工程運行成本，保障工程可持續(xù)利用。同時，以紅旗渠工程為“綱”，帶動全縣水庫、渠道、池塘、水井等蓄用水工程的整體優(yōu)化，建立了“長藤結(jié)瓜”式的引、蓄、補、提一體化供水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，以最為經(jīng)濟的方式實現(xiàn)了水資源供給能力的最大化，符合工程經(jīng)濟、高效的需求。其次，在配套工程設(shè)計上，提出總干渠首段10 km 內(nèi)設(shè)沖沙閘，11 km 之后及其他干支渠布置相應(yīng)的退水閘等，實現(xiàn)渠道引水、退水及排沙等多過程協(xié)同。另外，建立了以渠帶地、以渠帶電、以渠帶路、以渠帶岸、以渠帶林和以渠帶線等“一渠六帶”模式，體現(xiàn)了復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)的多功能統(tǒng)籌和全局最優(yōu)理念。再者，在渠系線路設(shè)計上，充分考慮渠線對灌溉面積、水頭損失、耕地占用等的影響，符合現(xiàn)代水土資源、水電資源協(xié)同配置的思想。

二是多目標(biāo)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，實現(xiàn)了線路的合理規(guī)劃。紅旗渠在線路規(guī)劃上貫徹“寸土必爭”的精神，“少占地、多澆地”是紅旗渠線路規(guī)劃的核心理念和主要目標(biāo)。根據(jù)灌區(qū)范圍和渠首引水點的水位高程，結(jié)合自然地質(zhì)、地形條件，綜合考慮施工難度、工程量、渠道及配套工程投資等其他目標(biāo)，科學(xué)合理地規(guī)劃了渠線位置和走向，體現(xiàn)出多目標(biāo)統(tǒng)籌規(guī)劃的思路。首先，結(jié)合太行山脈的地貌及地質(zhì)條件，宏觀上確定了總干渠的大致走向，并確定了自流輸水可用最大高差（10.31 m）；為了盡可能增加灌溉面積，采用了1/8000的緩底坡方案。其次，以降低施工難度、減少工程量和物資使用量為目標(biāo)，考慮地貌地質(zhì)條件，在具體選線時依地勢而行。最終，紅旗渠供水范圍覆蓋了林縣60%以上的耕地；總干渠因地制宜采用了明渠、渡槽、隧洞、暗涵等不同型式；沿線地質(zhì)條件較好的地段超過了70%。

2.實用精準(zhǔn)的測量控制

精準(zhǔn)測量是工程實施和輸水效益發(fā)揮的保障，針對缺少地形圖、勘測距離長、渠道坡降緩、地形條件復(fù)雜、缺少專業(yè)測量儀器、工期緊張等眾多挑戰(zhàn)，因地制宜、因勢利導(dǎo)，創(chuàng)新提出一系列快速實用精準(zhǔn)的測量方法，攻克了測量難關(guān)。

一是采取粗測、速測、精測相結(jié)合，實現(xiàn)了速度與精度兼顧。第一次粗測定方向，在沒有地形圖的情況下，勘測隊用兩個月時間，粗測出一條從赤壁斷起（侯壁斷上約10 km）至分水嶺止的總干渠渠線，確定了渠線大體長度和關(guān)鍵控制點（渠首、分水嶺）的相對高差，并布置了水準(zhǔn)標(biāo)點，給最終確定總干渠渠線位置、坡降等提供了重要參考。第二次速測保工期，在時間緊迫、任務(wù)艱巨的情況下，化整為零，將侯壁斷至分水嶺分為七段，分段包干。施測時化繁為簡，初步控制各渠段始末點的計劃高程。創(chuàng)造了六七天在太行山山腰劃出全長70.6 km石灰渠底線的測量奇跡，保證了工程按時開工。第三次精測保質(zhì)量，工程開工以后，再次組織精細復(fù)核測量，現(xiàn)場逐渠段復(fù)核，局部調(diào)整渠線坡降和建筑物布置，確定了最終計劃渠底線。

二是精準(zhǔn)測量為隧洞多作業(yè)面同時施工奠定了良好基礎(chǔ)。多作業(yè)面開挖的關(guān)鍵難點是隧洞軸線的控制測量，在青年洞等向內(nèi)凹進的弓形峭壁上控制測量時，陡壁上無法架設(shè)測量儀器，測量小組在陡壁下方緩坡地帶，采用經(jīng)緯儀、望遠鏡、垂線、皮尺等簡易測量工具，基于導(dǎo)線測量原理確定導(dǎo)線控制點。通過計算和水準(zhǔn)引測，再結(jié)合出渣旁洞反復(fù)驗算，準(zhǔn)確定位各支洞和旁洞的進口位置，同時在施工過程中反復(fù)校核，精準(zhǔn)控制主洞、支洞、旁洞和豎井的施工精度，確保洞軸線不錯臺，為多支洞多作業(yè)面施工奠定了堅實基礎(chǔ)。

三是自制測量工具克服了裝備不足的制約。隧洞開挖工作面多，測量儀器少，難以滿足施工需求。測量隊員自制操作簡便、精度實用的測量工具。自創(chuàng)盆面測量“水鴨子”：把裝滿水的水盆作為水平尺，輔以臉盆、麻繩、木板、算盤等土制裝備，控制渠線坡比測量。發(fā)明花桿控制測量法：平洞開挖測量中，利用三根花桿，根據(jù)三點一線原理，輔以測繩、垂線球、水平尺等簡單工具，多次細致校核，控制隧洞施工軸線方向和高程。應(yīng)用側(cè)向板法：豎井放樣測量中，利用木板、垂線等制作簡易豎井側(cè)向板，并通過垂球增重、軟垂線等手段，反復(fù)校核減小誤差，確保豎井及平洞施工走向準(zhǔn)確。

3.因地制宜的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

紅旗渠工程地質(zhì)條件復(fù)雜，線路布置超長，結(jié)構(gòu)型式多樣，工程建設(shè)面臨開挖穩(wěn)定、河渠交叉、過水通車等眾多技術(shù)難題和挑戰(zhàn)，需因地制宜的技術(shù)革新以滿足工程需求。

一是隧洞和豎井施工結(jié)構(gòu)穩(wěn)定控制。水工隧洞和豎井是極具復(fù)雜性和系統(tǒng)性的工程，施工結(jié)構(gòu)穩(wěn)定受工程地質(zhì)、地貌及水文地質(zhì)等多重因素影響。紅旗渠建設(shè)采用以圍巖穩(wěn)定為核心的水工隧洞選線標(biāo)準(zhǔn)，貫徹拱承載力學(xué)優(yōu)勢的隧洞建造設(shè)計理念，體現(xiàn)隧洞和豎井開挖的動態(tài)設(shè)計思想。在不具備地質(zhì)鉆探的情況下，現(xiàn)場查勘沿線巖性差異、巖層傾斜走向、節(jié)理發(fā)育和水流滲出狀態(tài)，推斷圍巖質(zhì)量和選線依據(jù)。遵照地質(zhì)學(xué)上“逢溝必斷”的思想，提出“洞線稍靠邊，不走溝中間”的原則，合理避開了斷層破碎帶、巖體強風(fēng)化帶等不良地段。隧洞斷面設(shè)計采用以弧形頂為主的圓形、馬蹄形和拱形洞等型式，巧妙利用圍巖的拱承載效應(yīng)，與現(xiàn)代隧洞設(shè)計原理的“塌落拱理論”不謀而合?！绊樕介_洞順山走，防止洞壁被穿透”，施工中嚴格控制洞壁厚度，爆破時最大限度減少洞壁損傷，合理利用了圍巖自承載能力。當(dāng)出現(xiàn)大斷面隧洞不利于圍巖穩(wěn)定時，將單洞拆成小斷面雙洞，降低了失穩(wěn)風(fēng)險。隧洞支護以圍巖質(zhì)量為依據(jù)，提出不襯砌、部分襯砌和全襯砌等三種形式，根據(jù)施工期實際勘測巖體質(zhì)量確定支護方案，體現(xiàn)了動態(tài)設(shè)計思想，保障了隧洞建造更安全、更高效、更經(jīng)濟。

二是空心壩壩基穩(wěn)定和水流沖刷處理。為解決總干渠與濁河的交叉問題，通過方案比選，考慮工程投資、水頭損失等條件選擇修建空心壩工程?？招膲挝挥诳偢汕郧紫滦?0 km、與露水河西支濁河的尾部相交處。河床寬展，流速降低，河床砂卵石覆蓋層深厚，并有泥土夾層，地基條件不夠理想，修建渡槽、涵洞等常規(guī)建筑物難度較大。然而，總干渠只有橫跨濁河后才能到達分水嶺把水送進灌區(qū)。因此，創(chuàng)新采用空心壩這一新型結(jié)構(gòu)型式，成功解決了河渠交叉問題。空心壩為平面呈彎曲形的漿砌石空心溢流壩。渠水由壩中的雙孔涵洞流過，洪水由壩頂溢走。空心壩壩長155 m，高6 m，頂寬7 m，底寬20.3 m，基礎(chǔ)埋深1～2 m。消力池長20 m，寬103 m，深1 m，下游為護坦及干砌片石護底。壩心的輸水隧洞采用了雙孔拱形結(jié)構(gòu)，每孔寬3 m，高4.5 m（其中矢高1.5 m），洞底坡降1/1818，總水頭損失0.35 m。壩體內(nèi)外臨水面部分均用水泥砂漿砌石，壩心及消力池底下層用石灰砂漿砌筑。為了將涵洞和進出口渠道平順地連接起來，將壩體做成了拱形，既能使水流通暢，又增強了抵抗上游水壓的能力，并可將下泄洪水挑向河床中部，保證了白家莊的安全。在明渠進水段的底部，增修了漿砌石塊護岸，抵御沖刷，保護渠底。

三是關(guān)鍵控制性建筑物渡槽的建造。紅旗渠盤旋在太行山山腰，跨溝越河，建造漿砌石渡槽195座，總長10272 m，其中，總干渠和干渠共有59座渡槽，全渠系50 m以上的渡槽25座。渡槽施工堅持“土法上馬、技術(shù)革新、自力更生、就地取材”的原則，工程技術(shù)人員從當(dāng)時當(dāng)?shù)貙嶋H出發(fā)，論證比較渠系繞線方案，對地形地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)選型、工程規(guī)模、原材料來源、施工難易程度等進行技術(shù)可行性和經(jīng)濟合理性綜合分析，科學(xué)合理確定渡槽建設(shè)方案。利用石料耐壓強度高的特點，結(jié)合拱弧內(nèi)力傳遞特性，渡槽工程大量采用等截面圓弧無鉸石拱，施工便利，石料加工簡單。針對渡槽工程高架、長距離、大跨度的結(jié)構(gòu)特點，現(xiàn)場施工人員改造和自制渡槽輔助施工工具。在桃園、曙光、奪豐等渡槽施工時，依據(jù)“立木頂千斤”的原理，改雙梁搭架為通梁搭架，用石頭代替頂梁柱，形成簡易拱架，解決石拱圈砌筑過程中的支護難題；根據(jù)杠桿和滑輪原理制造提升機和土吊車，創(chuàng)造無腳手架砌石法和土制起重設(shè)備運料法，提高施工效率；針對施工材料人力運輸工效低、強度大、作業(yè)面難以展開等問題，利用鋼筋吊線、滑輪、拉桿，結(jié)合傳統(tǒng)提水轆轤，改進形成“空運線”，完成了高空運輸任務(wù)。全長413 m、高14 m的奪豐渡槽施工僅用50天，展現(xiàn)了人民群眾的創(chuàng)新思想與高超技藝。

4.經(jīng)濟實用的材料自制

紅旗渠工程規(guī)模大，需用建筑材料多，建設(shè)時期物資供應(yīng)極度匱乏，資金和運輸力量嚴重不足。紅旗渠工程建設(shè)者發(fā)揚傳統(tǒng)工藝，就地取材，自產(chǎn)自足，漿砌石使用總量達到381萬m3。砌石使用石灰砂漿（迎背水面外部）、石灰黏土復(fù)合砂漿黏接（填心內(nèi)部），迎水面水泥砂漿勾縫?？偢汕透汕灿盟?705 t，自制5170 t；共用炸藥2740 t，自制1215 t；共用石灰14.5萬t，全部自己燒制。另外，還自制雷管、導(dǎo)火線等工程材料，實現(xiàn)自產(chǎn)自足，有力地保障了工程建設(shè)。

林縣山區(qū)供燒制石灰的石灰?guī)r較多，儲量豐富，土窯燒制石灰工藝成熟，但土窯容積小、產(chǎn)量低，供應(yīng)、運輸難以滿足需求。紅旗渠建設(shè)者因地制宜，創(chuàng)造性提出“無窯堆石燒灰法”，實現(xiàn)1500 km渠線施工就地取材、隨用隨燒、沿線布置、縮短運距，特別適用于石灰用量大而沿線原料豐富的長距離建筑工程。紅旗渠建設(shè)中砌石方量巨大，建設(shè)人員在石料選擇加工上嚴格控制，如每塊粗料石的加工要求“六面五光”。工程通水運行60年仍風(fēng)采巍然，堪稱工匠精神鑄就的高質(zhì)量精品。

5.規(guī)范協(xié)調(diào)的組織管理

紅旗渠是一項由數(shù)萬群眾自建的大型山區(qū)水利工程，在林縣水利建設(shè)中史無前例。如何協(xié)調(diào)與平衡各方職責(zé)，組織4 萬名建設(shè)者有序開展施工，并確保工程安全和施工質(zhì)量，是對工程組織和管理提出的巨大挑戰(zhàn)。

一是建立了科學(xué)、民主、規(guī)范的工程實施組織管理制度。紅旗渠工程的組織管理體現(xiàn)了規(guī)范化管理、分工與協(xié)作、創(chuàng)新的工作方法、技術(shù)人員培訓(xùn)等一系列科學(xué)管理內(nèi)涵。林縣縣委組建了紅旗渠施工總指揮部、分指揮部、連隊、作業(yè)組的垂直分級管理機構(gòu)，實現(xiàn)管理的制度化和規(guī)范化。在勞動組織安排上，采用分工包段的方法，“誰受益、誰負擔(dān)”。通過干部、技術(shù)人員和民工“三結(jié)合”等方式，協(xié)作完成各自工段業(yè)務(wù)工作。工程實施過程中，技術(shù)人員會同施工責(zé)任段的社、隊人員進行放樣，綜合考慮施工難度、工期等因素，確定最佳施工方案，實現(xiàn)工程建設(shè)的多、快、好、省。在工作方法上，提出“以渠促水、以水促渠”“質(zhì)量好不好，讓水來驗收”“找竅門、巧干活”等。注重發(fā)揚群眾的技術(shù)創(chuàng)新精神，舉辦“短期技術(shù)訓(xùn)練班”“工程質(zhì)量評比競賽”等，通過互教互學(xué)，總結(jié)施工技術(shù)經(jīng)驗，打造出雄厚的技術(shù)骨干力量，保障了工程的順利實施。

二是建立了較為完善的施工安全保障和施工質(zhì)量責(zé)任制。明確了安全保障機構(gòu)，制定了嚴格的安全制度，采取了完備的保障措施。各工種責(zé)任明確，各級干部做到嘴勤（勤教育）、腿勤（勤檢查）、手勤（勤動手除險），定期開展安全教育，制定安全管理規(guī)章制度，增加安全保障設(shè)備，如除險和打釬要系好安全繩，不除險不準(zhǔn)施工，抬石頭不準(zhǔn)過重，砌墻要有安全繩，統(tǒng)一放炮時間，統(tǒng)一爆破材料管理，明確安全風(fēng)險管理點位等。此外，還建立了施工質(zhì)量責(zé)任制。施工過程中實行嚴格的責(zé)任制，獎罰分明。各公社、大隊、生產(chǎn)隊、班組和個人分片負責(zé)，責(zé)任到人，并在工程現(xiàn)場各分工渠段設(shè)有石頭撰刻的永久標(biāo)志，誰出問題誰負責(zé)，“哪個大隊修的，哪個大隊去治”。開工前，明確工程建設(shè)施工質(zhì)量規(guī)范要求、爆破技術(shù)要求和施工質(zhì)量控制要點；施工中，按照總指揮部、分指揮部、連隊、作業(yè)組等分級落實質(zhì)量責(zé)任制，總結(jié)施工經(jīng)驗，狠抓先進典型，切實落實質(zhì)量責(zé)任制。

三是逐步改進跨省調(diào)水中水權(quán)與水事糾紛的解決方法。紅旗渠是一項跨省灌溉工程，自建設(shè)之初就關(guān)注用水權(quán)的協(xié)調(diào)，包括引水點的位置協(xié)調(diào)、紅旗渠工程使用權(quán)協(xié)議書的簽訂等，堅持通過協(xié)商的方式解決問題。隨著漳河上游來水量減少，涉水爭端日益頻繁。為此，紅旗渠用水權(quán)的協(xié)調(diào)思路和方法也在不斷改進，從漳河流域整體出發(fā)，創(chuàng)新全流域的統(tǒng)一調(diào)度和水權(quán)分配方法。

6.科學(xué)有效的運行管護

紅旗渠地處山區(qū)，山洪災(zāi)害頻發(fā)，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險高；濁漳河泥沙含量大，取水防沙條件不利；地質(zhì)基礎(chǔ)條件差，建成初期漏水頻發(fā)。面對上述不利條件，提出一系列科學(xué)防治技術(shù)和運管方法。

一是形成了較為完善的崩塌、落石地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)。紅旗渠工程沿線地形地質(zhì)條件復(fù)雜，高陡邊坡存在著崩塌、落石等地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險。技術(shù)人員根據(jù)實際情況進行因地制宜的設(shè)計，提出一套高陡邊坡崩塌、落石風(fēng)險識別與治理的技術(shù)體系。在設(shè)計過程中，工程技術(shù)人員始終堅持“安全可靠、經(jīng)濟合理”的基本原則，采用人工清除危巖體等措施，避免了大規(guī)模的工程處理，節(jié)省了經(jīng)費，同時又保障了人身安全。在渠道選線過程中，工程技術(shù)人員采用主動避讓、提前避讓的方法，優(yōu)化選線方案，從而最大限度地減少地質(zhì)災(zāi)害影響，保障工程正常施工與運行管理。針對紅旗渠沿線地形陡峭的特點，工程技術(shù)人員還提出了“上開法”“腰砍法”“下接法”“順山開洞法”等四種開挖形式，采用半明半暗式與全封閉式開挖形式，極大程度地降低渠道上部巖體崩塌、落石對渠道正常運行的影響。

二是解決了多沙河流長距離輸水渠道泥沙減淤問題。紅旗渠水源來自濁漳河，設(shè)計階段濁漳河汛期平均含沙量在7～26.5 kg/m3，最大月平均含沙量達34.9 kg/m3，渠首附近河道年均輸沙量可達數(shù)百萬噸，取水防沙條件十分不利。設(shè)計階段系統(tǒng)考慮了泥沙問題，根據(jù)渠首的河道地形條件、水流特征采取了針對性的防沙減淤措施。首先，利用河岸突出的基巖設(shè)置取水口。采用低壩正向取水的形式，充分利用河道中的水流動能，既可以保障引水流量，同時也避免了取水口附近形成大量泥沙淤積。其次，渠首設(shè)計引水渠防沙措施。濁漳河水進入引水口之后，先后經(jīng)過引水隧洞、引水渠、進水閘和泄洪排沙閘等建筑物。引水隧洞和引水渠全長160 m，比降為1/2000，小于濁漳河底坡。這種設(shè)計既保障了進入引水渠的泥沙不會因為流速降低太多而導(dǎo)致泥沙快速淤積，也為引水渠末端泄洪排沙留出了充足的空間。同時，采取引水閘前防淤措施。在泄洪排沙閘與引水閘之間修筑了高0.5 m 的斜向攔沙坎，有效防止了推移質(zhì)泥沙進入引水閘。當(dāng)汛期流量大時，進入引水渠的流量大于引水需求，多余水量從泄洪排沙閘排入河道。當(dāng)泄洪排沙閘打開后，既可以帶走引水閘前的泥沙，還能夠在引水閘前部形成局部的彎道環(huán)流，進一步減少進入引水渠的泥沙量，這也是紅旗渠長期以來未發(fā)生明顯淤積的一個主要原因。再次，分段設(shè)置泄水沖沙閘，實現(xiàn)了水力接續(xù)沖沙減淤，避免了渠道頻繁清淤。在進水閘和分水嶺之間的渠道，設(shè)置了多處泄水沖沙閘，實現(xiàn)了沿程分段利用水力接續(xù)沖沙減淤的目的，有效地避免了泥沙淤積導(dǎo)致渠道過流能力不足和頻繁清淤。分水嶺以下各級渠道因坡降變陡，挾沙能力自然大于水流含沙量，不存在淤積問題。最后，采用精細化水沙調(diào)度，進一步降低渠道淤積。渠首設(shè)有專門的管護人員，日夜值班，根據(jù)來水量調(diào)節(jié)引水流量。汛期沒有因為含沙量大而停止引水，避免了引水渠因為停水而造成泥沙淤積固結(jié)。

三是渠道、渡槽、隧洞等建筑物后期運行維護到位。分級管理，集散結(jié)合。根據(jù)“誰受益、誰負擔(dān)”和“上下游統(tǒng)籌兼顧”的原則，實行統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、分級管理，專管與群管相結(jié)合的管理體制。參考受益面積、管理任務(wù)大小與行政區(qū)劃，進行分段立界，明確劃定養(yǎng)護、維修投工投資責(zé)任段。建章立制，規(guī)范管理。編制《林縣紅旗渠灌區(qū)管理條例》，制定管理局、所、段管理人員崗位責(zé)任制，在工程管轄范圍、工程保護、監(jiān)督檢查、群眾意見受理、獎懲規(guī)定等方面都作出了具體規(guī)定；編制《標(biāo)準(zhǔn)化管理手冊》《渠道安全巡查內(nèi)容》《渠道安全巡查及隱患上報制度》，實現(xiàn)了制度化管護，保障了渠道安全暢通。建檔立案，跟蹤溯源。對險要渠段和重點建筑物建立定期觀測制度，設(shè)立工程檔案，專人輯錄，把建設(shè)中的地質(zhì)情況、工程設(shè)計、施工質(zhì)量和運行中定期觀測資料記錄下來，為后續(xù)管理提供依據(jù)。精準(zhǔn)防控，科學(xué)施策。紅旗渠在修成后的最初幾年，漏水現(xiàn)象比較嚴重，護渠職工對漏情評估做到“四看”：一看漏水濁與清，二看渠基軟與硬，三看水漏大與小，四看出漏時間長與短。根據(jù)漏情的輕、重，確定“急治”與“緩治”，采取不停水治漏和停水治漏兩種辦法，以確保紅旗渠的安全運行。

四、紅旗渠工程的主要技術(shù)亮點

紅旗渠工程是“準(zhǔn)確識變、科學(xué)應(yīng)變、主動求變”的集中體現(xiàn)。紅旗渠工程建設(shè)面臨著地質(zhì)條件差、工程系統(tǒng)復(fù)雜、施工精度要求高、工程量巨大、施工風(fēng)險高、施工難度大、材料嚴重不足等諸多挑戰(zhàn)。紅旗渠建設(shè)者們因地制宜開展一系列工程技術(shù)創(chuàng)新是克服挑戰(zhàn)的關(guān)鍵，最突出的是以下九大亮點。

1.空心壩內(nèi)巧過水，破解河渠相交叉

針對總干渠渠線過濁河處地基條件不夠理想，修建渡槽、涵洞等常規(guī)建筑物難度較大等問題，采用壩內(nèi)過水，壩頂溢流的方式，修建了一種新型交叉建筑物空心壩，為紅旗渠工程建設(shè)中的主要創(chuàng)新之一。其創(chuàng)新主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)新、投資省、斷面優(yōu)、損失小等四個方面?？偢汕挥袡M跨濁河，才能到達分水嶺把水送進灌區(qū)，交叉建筑物選擇了空心壩內(nèi)部壩體雙孔涵洞過水這樣一種創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)型式。工程建設(shè)過程中對比分析了渡槽方案、涵洞方案和空心壩方案，發(fā)現(xiàn)空心壩方案在投工、用料和工期方面最省，其中投資較渡槽方案節(jié)省24.76%，較涵洞方案節(jié)省36.91%。空心涵洞剖面尺寸為整個壩體實心斷面的30%左右，設(shè)計中在考慮了壩體穩(wěn)定及受力條件下做到用材最??；橫河向壩軸線設(shè)計為拱形，從受力和水流來看壩軸線也較優(yōu)。與渡槽、涵洞方案相比，空心壩水頭損失最小為0.35 m（渡槽方案包括進出口明渠連接段的水頭損失為0.37 m，涵洞方案為0.7 m）。

2.以渠帶路精設(shè)計，輸水渡槽能過車

桃園渡槽是橫跨桃園河的“卡脖子”工程，屬于紅旗渠十大標(biāo)志性建筑物之一。渡槽槽身、拱圈和槽墩均采用砌石結(jié)構(gòu)，槽頂鋪設(shè)鋼筋混凝土蓋板，具有高架、大跨度等工程特點。通過科學(xué)論證、準(zhǔn)確計算、精心施工，解決河渠交叉選線、工程受力復(fù)雜、兼顧供水通車等難題，實現(xiàn)“槽下行洪保安全、槽中通水要效益、槽上交通增便利”。特別是“以渠帶路”優(yōu)化設(shè)計方案，解決了桃園河兩岸群眾的日常通行。在保證建筑物安全的前提下，充分發(fā)揮通水、通車的多重功能，最大限度滿足了當(dāng)?shù)厝嗣袢罕娚a(chǎn)生活實際需要。這種多功能綜合利用的設(shè)計理念領(lǐng)先于國內(nèi)同期工程。

3.簡易裝備創(chuàng)新用，精準(zhǔn)測量水自流

針對施工斷面多、測量儀器不足、渠系繞山回轉(zhuǎn)、地形多變、渠道隧洞測量精度要求高等難題，根據(jù)測量學(xué)原理，采用面盆、麻繩、木板、花桿、垂線、測繩、算盤等簡易工具，自主研發(fā)了盆面測量（圖2）、花桿控制測量、側(cè)向板定向測量等簡易實用的測量裝備。根據(jù)平洞、豎井、懸崖峭壁等不同工況的特點，創(chuàng)新應(yīng)用平洞測量放線、豎井測量放線、從峭壁下方緩坡測量放線等蘊含現(xiàn)代測量原理的測量技術(shù)，因時因地制宜，簡化測量程序，采用“水平單”將總干渠縱斷面圖有關(guān)數(shù)據(jù)簡化為表格式推算坡降和填高挖深。通過多次重復(fù)測量、反復(fù)細致校核等技術(shù)手段，憑借測量人員扎實的理論功底、嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和敢于攻堅的現(xiàn)場操作能力，最終達到了總干渠全長70.6 km、坡降1/8000、測量精度控制在±7～12 mm/km的技術(shù)指標(biāo)要求，確保了干渠和隧洞落差精準(zhǔn)施工控制。

圖2 自創(chuàng)盆面水準(zhǔn)測量示意

4.低壩壅水進渠首，減沙防淤效果優(yōu)

針對多沙河流引水易造成渠道泥沙淤積問題，采用低壩自流式引水的形式，實現(xiàn)了河道引水口不需要頻繁人工干預(yù)，既可以長期穩(wěn)定取水，且渠道內(nèi)基本沒有泥沙淤積，這是該工程在取水防沙方面最大的亮點。主要體現(xiàn)在以下三點：一是取水角選擇合理，避免了進水口前產(chǎn)生不利的水沙運動形態(tài)，長期有效地保障了進入取水口的流量（圖3）。紅旗渠的取水角度約為30°，恰在適宜取水角度范圍內(nèi)（適宜的取水角度為15°～45°），很大程度上降低了水頭損失，避免了進水口前產(chǎn)生漩渦等不利的水流流態(tài)，減少了引水隧洞口門前的淤積。同時，引水口與主流帶有一定的夾角，避開了推移質(zhì)主輸沙帶，避免大量推移質(zhì)進入引水口。二是引水渠坡度和泄水沖沙閘設(shè)置合理，既保障有足夠的水動力可以挾帶泥沙，也預(yù)留足夠的高差使泥沙可以順利排入河道。河道取水隧洞口門與干渠進水口閘之間采用1/2000的引水渠進行連接，引水渠內(nèi)的流速為1.4 m/s左右，懸移質(zhì)最大粒徑為1 mm，起動流速約為0.9 m/s，滿足不淤渠道設(shè)計。即使部分高含沙時段泥沙淤積在引渠中，當(dāng)含沙量小于水流挾沙力時，也能被水流沖刷帶走。由于引水渠底坡顯著小于河道底坡，引水渠末端排沙閘底板比河道高出約6 m，在來沙量較大的洪水條件下引渠依然可以持續(xù)排沙。在干渠進水閘和分水嶺之間的渠道，雖然坡度較緩，但通過設(shè)置多處泄水沖沙閘，實現(xiàn)了沿程分段利用水力接續(xù)沖沙減淤的目的，有效地避免了泥沙淤積導(dǎo)致渠道過流能力不足和頻繁清淤。三是渠首引水防沙工程大幅度降低了進入干渠的泥沙量，從根源上解決了渠系淤積問題。紅旗渠在高含沙河道上取水，引水平均含沙量明顯低于河道來水平均含沙量。同時，工程沒有設(shè)置專門的沉沙池，且自運行以來沒有因為泥沙淤積導(dǎo)致取水流量不足，僅在20世紀(jì)90年代渠道技術(shù)改造過程中開展了一次人工清淤，說明該工程取水防沙措施效果十分顯著。

圖3 紅旗渠引水口門

5.發(fā)明無窯燒灰法，隨渠就地產(chǎn)量高

針對傳統(tǒng)土窯燒制石灰容積小、產(chǎn)量低，難以滿足砌石用量大、砌筑速度快的需求，紅旗渠建設(shè)者因地制宜，發(fā)明無窯堆石燒灰法，平地起灶、沿線布置、就地取材、隨用隨燒。燒制過程中，挑選優(yōu)質(zhì)的石灰石原料，優(yōu)選場地條件，合理布置火洞，保證煅燒過程溫度均勻適宜，掌握上料封泥時機，創(chuàng)造良好的排氣條件，避免出現(xiàn)石灰燒過或夾生情況，產(chǎn)品質(zhì)量好，成品率高。每次可燒制幾百噸，甚至上千噸，最多一次曾燒灰達2000 t，產(chǎn)量高。平地起灶，多通道上料，從壘底座到燒成石灰，成灰迅速，將傳統(tǒng)工藝燒制時間縮短至10天。每立方米石灰石可燒成石灰約1.2 t；每0.5 kg煤可燒石灰1.75～2 kg，石灰成本約8元/t，比小窯燒灰成本降低1/4。無窯堆石燒灰法是紅旗渠勞動人民從實際出發(fā)、理論聯(lián)系實際的智慧結(jié)晶，在紅旗渠建設(shè)中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

6.渠面糙率嚴要求，減阻降糙輸水暢

糙率是衡量長距離調(diào)水工程輸水阻力的綜合性系數(shù)，影響沿程水頭損失的大小，決定著工程斷面尺寸和工程投資。在當(dāng)時的條件下，采用混凝土修筑渠道無論在資金、材料，還是運輸方面都是不現(xiàn)實的。因此，紅旗渠采用了漿砌石襯砌方案，但是漿砌石襯砌渠道糙率較高，一般為0.025；不襯砌漿砌石渠道的糙率更是達到了0.0325。然而，總干渠采用了1/8000的小底坡自流輸水方案，自流水頭僅10.31 m，這對渠道糙率管控提出了更高的要求。為了降低漿砌石渠道糙率，紅旗渠在規(guī)劃設(shè)計階段規(guī)定了明確的選線和設(shè)計要求。選線要求渠線的彎道曲率半徑不小于3 倍水面寬度，以減少彎道造成的水頭損失。設(shè)計要求用漸變段與輸水建筑物相連接，以減少由于過水?dāng)嗝嫱蛔兌斐傻木植克^損失。在施工階段，對過流表面的施工質(zhì)量提出了明確的要求，對臨水面的塊石，要求精細加工，規(guī)定石面的凹凸度誤差不能大于1 cm。渠道迎水面層要求用1∶3 石灰砂漿砌石料，用l∶3 水泥砂漿勾縫，全部勾成凹縫，不用凸縫，渠底襯砌找平，以進一步降低渠道糙率。1963 年，實測表明總干渠糙率保持在0.028～0.031 之間，說明上述規(guī)劃、設(shè)計和施工階段所采取的措施對紅旗渠的輸水降糙起到了良好效果。

7.豎井分段作業(yè)法，快速建造長隧洞

受制于我國20 世紀(jì)六七十年代生產(chǎn)力嚴重落后的狀況，紅旗渠工地上幾乎沒有任何機械化設(shè)備，僅有鋼釬、磅錘、筐和獨輪小車等簡陋器具，貫穿山嶺極為困難。為了解決水工隧洞快速施工難題，林縣人民創(chuàng)新了一套獨特的多豎井、多工作面折線聯(lián)合隧洞快速施工技術(shù)。根據(jù)地形起伏狀態(tài)，放棄直線隧洞改為折線和曲線隧洞，構(gòu)建了利用多豎井、多工作面折線隧洞聯(lián)合作業(yè)加快工程進度的新思路。同時，為應(yīng)對豎井滲水失穩(wěn)和侵占工作面等難題，提出“豎井兩級排水降水位法”。不僅提升了施工期圍巖穩(wěn)定狀態(tài)和施工效率，而且為紅旗渠運行期利用豎井提水灌溉提供了先決條件。曙光洞建設(shè)時采用“豎井分段作業(yè)法”，沿著地勢較低處（減少豎井開挖深度和開挖方量）布置34 個豎井，將隧洞施工由2 個工作面增加至70 個工作面，利用人多優(yōu)勢并行作業(yè)，大大提升了整條隧洞工程進度，曙光洞用時僅一年零四個月貫通，長度達4000 m，挖石30300 m3，砌石9000 m3。突破了鑿巖設(shè)備簡陋、豎井通風(fēng)難以及專業(yè)技術(shù)人員匱乏等多重困境，實現(xiàn)了無機械設(shè)備條件下長距離調(diào)水隧洞安全高效建造。

8.三角炮位藥壺法，堅巖爆破效率高

針對自制炸藥性能差、隧洞開挖區(qū)域巖石堅硬難以爆破的問題，創(chuàng)造了三角炮位的藥壺爆破法，解決了堅硬石英砂巖開挖爆破效率低的技術(shù)難題?？偢汕嗄甓礊槭⑸皫r，堅硬異常，較短時間內(nèi)損毀多個風(fēng)鉆鉆頭。采用爆破方案后，最初的“鉆小孔、放小炮”方案，工作面日進尺只有0.3 m，工效極低。為了提高工效，經(jīng)過反復(fù)實踐，創(chuàng)造了三角炮位的藥壺爆破法。在進行隧洞上部導(dǎo)坑開挖時，把三個壺狀炮眼布置在頂部和兩側(cè)位置，炮眼中心距隧洞設(shè)計開挖面0.5 m，孔深1.5～2 m，三個炮眼在鉆進時稍向中心收攏。對三角炮位爆破順序進行優(yōu)化，先爆破下部形成臨空面，再爆破上部。采用三角炮位的藥壺爆破法，工作面日進尺達到1.5～2 m，工效提高5倍以上，大大提升了隧洞開挖速度。

9.危巖風(fēng)險早識別，地質(zhì)災(zāi)害可預(yù)防

高陡地形是孕育崩塌、落石等小規(guī)模地質(zhì)災(zāi)害的重要條件。紅旗渠總干渠沿線邊坡地形高差達近千米，坡腳由于受濁漳河的長期侵蝕，造成沿線地形陡峭，局部地段近直立。特定的地質(zhì)構(gòu)造條件是形成這些災(zāi)害的基本條件，沿線高陡邊坡出露的地層巖性主要為震旦系薄層石英砂巖等水平層狀碎屑巖類，受風(fēng)化、卸荷等因素影響，靠近渠道側(cè)邊坡巖體裂隙發(fā)育，具備發(fā)生落石的風(fēng)險。此外，在震旦系石英砂巖地質(zhì)之間夾有一層紫紅色砂質(zhì)頁巖，且沿渠線分布廣泛，由于砂質(zhì)頁巖抗風(fēng)化能力差，遇水軟化，極易被渠水沖蝕，導(dǎo)致上部巖體處于臨空狀態(tài)而發(fā)生崩塌失穩(wěn)破壞。面對如此不利的地質(zhì)條件，在渠道選線、渠道開挖等方面提出“避讓為主、治理為輔、預(yù)警預(yù)報相結(jié)合”的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防與治理思路，并系統(tǒng)總結(jié)了一套長距離輸水工程崩塌、落石等地質(zhì)災(zāi)害防護的關(guān)鍵技術(shù)體系，包括：形成了以“工程安全”為核心的渠道選線方法，提出了因地制宜、科學(xué)合理的渠道開挖形式以及建立了高陡邊坡崩塌、落石風(fēng)險識別與治理的技術(shù)體系。綜合措施不僅保障了紅旗渠工程的安全運行，也為今后類似工程提供了有益的借鑒。

五、紅旗渠建設(shè)之水利科技精神

紅旗渠是中國水利工程建設(shè)史和新中國發(fā)展史上的一座豐碑，它所造就的“自力更生、艱苦創(chuàng)業(yè)、團結(jié)協(xié)作、無私奉獻”的紅旗渠精神，數(shù)十年來廣為傳頌，在國內(nèi)外影響深遠。紅旗渠同時孕育出具有鮮明時代特征的水利科技精神，引領(lǐng)、支撐了紅旗渠建設(shè)過程中解決一個又一個工程技術(shù)難題，彰顯了水利建設(shè)發(fā)展中的科技擔(dān)當(dāng)和有力貢獻。以往關(guān)于紅旗渠奮斗精神的論述和宣傳較多，但對其科技精神的研究相對偏少。本文聚焦紅旗渠科技內(nèi)涵，總結(jié)凝練建設(shè)過程中科學(xué)對待技術(shù)問題的態(tài)度、精益求精解決問題的方式、勇于創(chuàng)新破解難題的思路等方面反映出的代表性水利科技精神。

1.科學(xué)嚴謹?shù)膶I(yè)精神

紅旗渠建設(shè)是一項專業(yè)性、技術(shù)性很強的技術(shù)工作，在謀劃、規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運行管理過程中，管理單位和建設(shè)人員始終秉持科學(xué)嚴謹?shù)膶I(yè)精神。紅旗渠工程設(shè)計以實地踏勘、多輪系統(tǒng)測量為決策依據(jù)，不盲目定案、上馬。規(guī)劃設(shè)計科學(xué)計算，方案比選嚴謹論證，比如一干渠規(guī)劃比選5套方案，二干渠比選上中下3套方案，三干渠比選2套方案，綜合考慮工程量、施工難度、建設(shè)投資、運行成本等因素來選定當(dāng)時條件下最合適的方案，科學(xué)統(tǒng)籌組織施工。林縣上下從主要領(lǐng)導(dǎo)到普通民工，對科學(xué)設(shè)計、嚴謹論證、技術(shù)把關(guān)有著高度統(tǒng)一的共識，對專業(yè)人員發(fā)自內(nèi)心地尊重，但建設(shè)團隊又不迷信權(quán)威，如空心壩交叉建筑物的創(chuàng)新設(shè)計，敢于討論、嚴謹論證，這種科學(xué)嚴謹?shù)膶I(yè)精神，是紅旗渠高質(zhì)量、高速度建成的基礎(chǔ)保障。

2.實踐導(dǎo)向的求實精神

紅旗渠建設(shè)過程中，以面臨的一個個具體工程技術(shù)問題為導(dǎo)向，務(wù)實勘測、踏實算賬、科學(xué)比選，嚴謹求實解決問題。紅旗渠建設(shè)初期石灰嚴重不足，傳統(tǒng)方式燒制供應(yīng)不及，經(jīng)請教老工匠，改用無窯堆石燒制，創(chuàng)造一窯燒出超2000 t的紀(jì)錄，成功解決了石灰需求問題。渡槽砌筑時需要大量的水來和泥、灌漿，用油布縫制管筒引泉水入場，成功解決了用水問題，使渡槽壘砌快速完工。王家莊隧洞開鑿時發(fā)現(xiàn)地質(zhì)條件太差，隧洞易坍塌，開挖不可爆破施工，吳祖太為確保施工安全將原設(shè)計的單孔“口子”洞改為雙孔“鼻子”洞，以縮小隧洞跨度和斷面。為加快進度又增加豎井?dāng)?shù)量，為方便運土出洞專門設(shè)計出鋪設(shè)轉(zhuǎn)盤軌道、使用木制罐車運土的方法，極大地提高了功效。施工作業(yè)廣泛采用化整為零、化繁為簡的施工組織思路，明確責(zé)任分工、銜接計劃、技術(shù)要求，以合理有序的科學(xué)規(guī)程，精細、可行、易推廣的運籌組織爭取最快的施工進度，壓茬推進、務(wù)求實效。這種以實踐為導(dǎo)向，在客觀現(xiàn)實條件基礎(chǔ)上，創(chuàng)新務(wù)實解決實際問題的精神，貫穿紅旗渠建設(shè)始終。

3.探索發(fā)明的創(chuàng)造精神

在當(dāng)時有限的經(jīng)費、物料、設(shè)備等資源條件下，紅旗渠建設(shè)面臨一系列具體的工程技術(shù)難題和工程建設(shè)實施難題。有限的技術(shù)人員勇于擔(dān)當(dāng)、迎難而上，結(jié)合實際確立土法為主、土洋結(jié)合的基本原則，創(chuàng)造性提出并運用一系列簡易、節(jié)約、有效、好用的工具設(shè)備、措施方案。如總干渠老虎嘴施工時架設(shè)起跨過濁漳河谷的“空運線”來運送施工材料，制作木水輪來代替人力，大大提高效率、節(jié)省人力。在繼承傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上廣泛進行技術(shù)革新。修建桃園渡槽時，為節(jié)省施工拱架木料，采桑公社反復(fù)琢磨，改接雙梁搭架為通梁搭架，改用石頭代替頂梁柱，減少肋條，稱為“簡易拱架法”，節(jié)省木料2000多根。提升運料時運用桔槔杠桿原理，制作由立柱和橫桿組成的簡易土吊車，不僅可以向上提升，還可左右擺動，大大提高了工效。正是由于在當(dāng)時條件下能夠不斷創(chuàng)新思路、創(chuàng)新技術(shù)、創(chuàng)新做法，以創(chuàng)新手段解決難題，才推動了紅旗渠工程的順利建成。

4.精工細作的工匠精神

紅旗渠的工程施工，充分體現(xiàn)了精工細作的工匠精神。首先是嚴格把控施工標(biāo)準(zhǔn)，在紅旗渠工程建設(shè)過程的各個環(huán)節(jié)、各類作業(yè)中，制定統(tǒng)一嚴格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，樹立責(zé)任界碑，上面刻有負責(zé)此段工程的公社或社隊的名字，施工責(zé)任明確到人、負責(zé)到底。制定各類建設(shè)工程明確嚴格的驗收標(biāo)準(zhǔn)，分段分塊檢查驗收，不合格堅決返工。很多施工工藝細節(jié)考慮精到、要求嚴格，比如各類建筑物基礎(chǔ)清基必須徹底，總干渠的渠墻鋪底與上部砌石交錯咬接以免漏水，漿砌石壘砌前石料洗刷干凈，石縫灰漿要飽滿并填塞碎石，灌漿不得有空隙等等。1960 年3 月25 日，制定了《關(guān)于紅旗渠總干渠上段壘砌施工須知》，對渠道斷面型式及尺寸、渠墻渠底施工、渡槽涵洞施工要求，特別是漿砌石施工包括石料制備、石灰砂漿拌和及使用、清基要求、壘砌方法和標(biāo)準(zhǔn)等都做了細致規(guī)定，成為紅旗渠建設(shè)堅守工匠精神的典型。以標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化嚴格把控建設(shè)質(zhì)量，使紅旗渠工程經(jīng)得起歷史檢驗。

5.團結(jié)高效的協(xié)作精神

紅旗渠的建設(shè)前后投入10多萬人，實現(xiàn)了勞動密集模式下高水平、快速完成建設(shè)任務(wù)的壯舉，這離不開集體的團結(jié)協(xié)作和高效的組織管理。林縣上下統(tǒng)一認識，下定決心上馬紅旗渠，為團結(jié)一心開展工作奠定思想基礎(chǔ)。各級領(lǐng)導(dǎo)靠前指揮、帶頭沖鋒、凝心聚力，成為團結(jié)協(xié)作的動力引擎。在此基礎(chǔ)上，分級分段劃分任務(wù)，確立目標(biāo)，明確責(zé)任和時限，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，建立各環(huán)節(jié)各板塊相互銜接的有效機制，奠定團結(jié)協(xié)作的組織基礎(chǔ)。民工實行1月一輪換或2～3月一輪換的方法，隊伍保持相對穩(wěn)定，使每個人都得到經(jīng)風(fēng)雨、受鍛煉、學(xué)技術(shù)的機會。組織上以公社成立分指揮部，以若干大隊組成營，以大隊編為連隊，營、連長分別由大隊支書或大隊長擔(dān)任。以生產(chǎn)隊成立作業(yè)組，并在各營、連中成立黨團組織。連隊實行連長、技術(shù)員、司務(wù)長、保管員“四固定”辦法，以免調(diào)換造成工作脫節(jié)。有力的組織為高效協(xié)作奠定了基礎(chǔ)。團結(jié)一心、高效協(xié)作，是實現(xiàn)紅旗渠建設(shè)集中力量辦大事、多快好省的重要支撐。

6.自主自信的自立精神

紅旗渠的建設(shè)特別是前期策劃、規(guī)劃設(shè)計和建設(shè)階段，主要是以林縣組織與投入為主，系列工程科技問題的解決也是以林縣水利局技術(shù)員及本地“土專家”組成的團隊為核心。在當(dāng)時舉國經(jīng)濟困難、財力非常緊張的情況下，林縣黨委、全縣人民不畏艱險、不“等靠要”，敢于擔(dān)當(dāng)、謹慎決策，依靠科學(xué)的勘測數(shù)據(jù)和對全縣整體建設(shè)力量的客觀把握，大膽決定克勤克儉上馬紅旗渠工程?？胺Q“草臺班子”的科技支撐團隊，更是知難而進，立足本地條件、集體協(xié)作，沒有機械自己做，沒有材料自己制，沒有技術(shù)自己學(xué)，本著自主自立自強、邊學(xué)邊用邊創(chuàng)造的原則，不畏懼困難、自知不足而更加奮進嚴謹，不迷信權(quán)威、相信科學(xué)而敢于探索創(chuàng)造，力求實現(xiàn)多快好省地建成紅旗渠，最終實現(xiàn)了目標(biāo)。據(jù)統(tǒng)計，紅旗渠工程建設(shè)總投資中，國家投資僅占14.94%，其余85.06%為縣、社、隊三級自籌和農(nóng)民勞務(wù)投入。從1959年10月組織第一次勘測到1963年年初，紅旗渠的所有勘測設(shè)計人員全部為林縣水利局的技術(shù)員和部分熟悉情況的本地干部。1963年4月，河南省水利廳委派的河南省水利勘測設(shè)計院、安陽與新鄉(xiāng)專署水利局有關(guān)工程技術(shù)人員才開始加入紅旗渠的校核勘測和補充設(shè)計論證工作中?！巴翆＜摇眻F隊不迷信權(quán)威，結(jié)合實際情況敢于提出和堅持如空心壩這樣的創(chuàng)造性工程方案，充分體現(xiàn)了紅旗渠建設(shè)科技支撐團隊特別是作為核心的林縣水利技術(shù)團隊自主自信的自立精神。

六、對新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的啟示

紅旗渠是一項偉大的系統(tǒng)工程、人民工程，它所帶來的借鑒與啟示無疑是全方位和多元的，但最深層次的智慧應(yīng)該是在工程實踐中對各類關(guān)系的科學(xué)認知與協(xié)調(diào)，使得紅旗渠工程在人與自然、宏觀與微觀、時間與空間、科技與精神、個體與群體、工程與管理之間找到了系統(tǒng)的帕累托最優(yōu)點，最終造就了水利工程史上的一座豐碑?；仨鴼v史展望未來，盡管工程技術(shù)水平隨著時代發(fā)展不斷更迭進步，但紅旗渠工程創(chuàng)新實踐中對各類自然社會關(guān)系妥善處理所蘊含的辯證思維和哲學(xué)思想，對于新階段水利高質(zhì)量發(fā)展無疑具有十分重要的意義和價值。

1.順應(yīng)自然與改造自然的辯證關(guān)系

人與自然的關(guān)系是關(guān)乎人類社會發(fā)展前途和命運的三大關(guān)系之一，治水是協(xié)調(diào)人與自然關(guān)系的重要舉措。人類對水的態(tài)度基本代表了人類對自然的態(tài)度。我國自古就是治水大國，五千年的發(fā)展史從某種意義上說就是一部治水史，也是人水關(guān)系的演變史。從水的利害兩重性來看，單純提倡順應(yīng)自然就容易束縛人們手腳，單純提倡改造自然就會變得盲目自信而容易受到懲罰，因此科學(xué)治水之關(guān)鍵在于能在客觀認識自然規(guī)律的前提下進行適當(dāng)科學(xué)調(diào)控，實現(xiàn)尊重自然、改造自然的辯證統(tǒng)一。

紅旗渠從規(guī)劃設(shè)計到施工建設(shè)，再到運行管護，充分考慮了尊重自然與改造自然的平衡。紅旗渠的構(gòu)想是在開展大量實地調(diào)研，研究水流規(guī)律、地質(zhì)地形等自然條件的基礎(chǔ)上理性提出的。在設(shè)計中，為解決緩坡渠道泥沙淤積問題，采用分段設(shè)置泄水沖沙閘的方法，利用水力接續(xù)沖沙減淤，巧妙地解決渠道淤積和頻繁清淤問題；施工中結(jié)合巖性、斷層走向、節(jié)理發(fā)育等特點，因地制宜地提出“四開”造渠法；總結(jié)隧洞排煙規(guī)律，合理安排爆破時間等。這些實干加巧干的發(fā)明創(chuàng)造都是尊重自然規(guī)律的體現(xiàn)。另外，在管護及配套建設(shè)時實施水土保持和“以渠帶樹”，既保護了渠道安全，又改善了生態(tài)環(huán)境。

現(xiàn)如今，我國經(jīng)濟科技實力和對自然的改造能力與當(dāng)時相比已發(fā)生翻天覆地的變化，面臨的治水條件和問題也更加復(fù)雜，保持對順應(yīng)自然、尊重自然與改造自然辯證關(guān)系的正確理解，仍然是推進水利事業(yè)最重要的哲學(xué)基礎(chǔ)。面對全球氣候與環(huán)境變化，立足流域整體性和生態(tài)系統(tǒng)性，科學(xué)認識和把握水流的自然規(guī)律，準(zhǔn)確評價水資源、水環(huán)境、水生態(tài)承載能力，做好水資源開發(fā)和保護的協(xié)調(diào)平衡，是新時代水利高質(zhì)量發(fā)展的應(yīng)有之義和重要基礎(chǔ)。

2.科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)發(fā)明的邏輯關(guān)系

科學(xué)的本質(zhì)是發(fā)現(xiàn)，技術(shù)的本質(zhì)是發(fā)明，兩者具有內(nèi)在的邏輯關(guān)系。理論上來說，所有的技術(shù)發(fā)明都有其科學(xué)原理基礎(chǔ)，雖然在實踐中并非所有的技術(shù)發(fā)明都是依靠科學(xué)的發(fā)現(xiàn)推演產(chǎn)生的，有的可能是根據(jù)長期的試錯積累經(jīng)驗得到，但依托經(jīng)驗形成的技術(shù)發(fā)明具有偶然性和長期性，是樸素的而非自覺的，效率也相對比較低。而依托基礎(chǔ)科學(xué)創(chuàng)新推動的技術(shù)發(fā)明，則可實現(xiàn)科學(xué)與技術(shù)的高度協(xié)同、互為促進。

紅旗渠工程地質(zhì)條件差、精度要求高、工程材料缺，遇到的各種難題也無案可循，迫使水利技術(shù)人員和人民群眾運用科學(xué)理論，潛心技術(shù)發(fā)明，破解實際問題。如根據(jù)不同山坡巖性的穩(wěn)定坡腳規(guī)律，創(chuàng)新提出了渠道削坡防護方案；根據(jù)三點一線及水平面原理發(fā)明了“水鴨子”水平儀；通過對漏情類型的科學(xué)總結(jié)，提出了漏情“四看”評估法；根據(jù)“立木頂千斤”的荷載原理，設(shè)想改接雙梁搭架為通梁搭架，改用石頭代替頂梁柱，減少肋條，創(chuàng)造了“簡易拱架法”，節(jié)省了大量木料。

當(dāng)今科技發(fā)展和變革速度非常之快，僅僅依靠長期經(jīng)驗總結(jié)的技術(shù)發(fā)明創(chuàng)造很難適應(yīng)新時代創(chuàng)新發(fā)展需要。高質(zhì)量、高效率的技術(shù)發(fā)明必須生發(fā)于深度、豐富的科學(xué)基礎(chǔ)理論中。正因如此，習(xí)近平總書記將加強基礎(chǔ)研究置于建設(shè)世界科技強國必由之路的高度看待。水利領(lǐng)域也是如此，未來治水工作必須加強水領(lǐng)域基礎(chǔ)科學(xué)研究，突破基礎(chǔ)理論原始創(chuàng)新，在此基礎(chǔ)上加強產(chǎn)學(xué)研的深度交叉融合，為水利工程技術(shù)的發(fā)明創(chuàng)造夯基礎(chǔ)注動力。

3.科技力量與精神力量的互補關(guān)系

科學(xué)成就離不開精神支撐，缺乏精神，科學(xué)不可能做到自立自強。精神之花不能缺少科學(xué)養(yǎng)分，不講究科學(xué)的精神往往是一腔熱血無處揮灑。因此科學(xué)技術(shù)的進步得益于人文精神的發(fā)展，而科學(xué)技術(shù)又促進了人文精神向縱深開拓。

紅旗渠完美詮釋了科技力量與精神力量相輔相成、相互促進的關(guān)系。單純從科技力量看，工程面臨技術(shù)人員少、重型機械缺乏、測量設(shè)備不足等困境，而懸崖峭壁、斷層構(gòu)造、工程量巨大等客觀條件更加劇了紅旗渠建設(shè)的難度和不確定性，以至于該設(shè)想一經(jīng)提出就被質(zhì)疑為“癡人說夢”。但是，一種不怕困難、知難而進、奮發(fā)努力的精神力量讓林縣人民堅定“重新安排林縣河山”的信心、秉承“不講客觀、不講條件”的態(tài)度，在土法施工中科學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)造，最終取得成功?？梢哉f，紅旗渠工程是精神變物質(zhì)、精神促科技的生動實踐。另一方面，我們也充分認識到，紅旗渠工程建設(shè)科技水平的提升同樣在不斷鍛造和豐富著林縣人民的精神風(fēng)貌，最終形成了永不磨滅的“紅旗渠精神”。例如，“分段建設(shè)，以水促渠”的科學(xué)規(guī)劃催生了實事求是、久久為功的優(yōu)良風(fēng)尚，“隧洞出渣，合理應(yīng)用”“河渠交叉，不損水頭”等科學(xué)施工技術(shù)培育了因地制宜、精益求精的治水工匠精神。正是有了科技力量與精神力量的互補互促，才創(chuàng)造了紅旗渠奇跡。

當(dāng)前，我國治水工作正進入“深水區(qū)”，水問題復(fù)雜多樣，科技創(chuàng)新必須突破國際“壁壘”，可謂困難重重。因此，需要在新時代治水實踐中，以為人民謀幸福、為民族謀復(fù)興為目標(biāo)，發(fā)掘和弘揚勇于擔(dān)當(dāng)、敢為人先的精神力量，以精神力助推創(chuàng)新力，以創(chuàng)新力鍛造精神力，合力支撐新階段水利高質(zhì)量發(fā)展。

4.集體攻關(guān)與個體創(chuàng)造的協(xié)同關(guān)系

對于大型工程建設(shè)來說，工程實踐依賴于集體攻關(guān)，而施工技術(shù)的創(chuàng)造發(fā)明更多依賴個體創(chuàng)新。集體由個體組成，但集體攻關(guān)的成就并不等同于各個體創(chuàng)造價值的總和。個體間科學(xué)的分工協(xié)作方法和制度設(shè)計是實現(xiàn)集體攻關(guān)“1+1＞2”的必要前提。

紅旗渠先后有數(shù)十萬人參與，形成了一個龐大且復(fù)雜的工程建設(shè)集體。紅旗渠的成功離不開林縣以楊貴為代表的領(lǐng)導(dǎo)層的科學(xué)決策和方向把控，也離不開以吳祖太為代表的水利科技人員的技術(shù)創(chuàng)造和科學(xué)運用，同樣離不開千千萬萬普通民眾的辛勤努力和創(chuàng)新智慧。但更重要的是，紅旗渠形成了一套科學(xué)有效的運作方法并輔之以制度保障，為集體攻關(guān)與個人創(chuàng)造的高效協(xié)同打下了堅實基礎(chǔ)，形成了“水漲船高”的大好局面。例如，發(fā)明了干部、技術(shù)人員和民工“三結(jié)合”的工作模式，充分發(fā)揮個體優(yōu)勢的差異性和協(xié)調(diào)性；建立了施工質(zhì)量責(zé)任制，提出“質(zhì)量好不好，讓水來驗收”，在各渠段撰刻責(zé)任人姓名以起到警示激勵作用；注重發(fā)揚個體的技術(shù)創(chuàng)新精神，舉辦“短期技術(shù)訓(xùn)練班”“工程質(zhì)量評比競賽”等，互教互學(xué)總結(jié)施工技術(shù)經(jīng)驗。

當(dāng)前，水利建設(shè)進入攻堅期，面臨的問題都是“高難度”和“硬骨頭”，水利科技的發(fā)展比任何一個時期更加需要集體攻關(guān)與個體創(chuàng)造的協(xié)同，同時發(fā)揮新型舉國體制的優(yōu)勢，推動我國水利科技高質(zhì)量發(fā)展。

5.大處著眼與小處入手的層次關(guān)系

《中庸》有言，“致廣大而盡精微”。從大處著眼，意味著運用戰(zhàn)略思維、全局思維和系統(tǒng)思維正確把握事物發(fā)展規(guī)律和長遠方向；從小處入手，則要求秉持精益求精的工作態(tài)度，將宏觀目標(biāo)落細、落小、落實。因此，沒有大處著眼的入手是盲目的實踐，沒有小處入手的著眼是空洞的謀劃。

紅旗渠之所以成功，一個重要原因就在于既做好了宏觀層面的方向把控和整體設(shè)計，又專注于微觀層面的細節(jié)控制。大處著眼，從全縣發(fā)展全局的戰(zhàn)略高度提出了紅旗渠自流引水的形式和規(guī)模，謀劃了“長藤結(jié)瓜”的一體化渠系布局理念，形成了“以水促渠”的分段建設(shè)思路。小處入手，在紅旗渠工程勘測、施工和管理中關(guān)注細節(jié)，狠抓落實，例如為降低渠道糙率，在當(dāng)時的施工條件下將石面凹凸度誤差控制在毫米級的精度。漿砌石施工中，把石料分為片石、塊石、料石等類型，分類規(guī)定了每塊的重量、厚度、寬度等指標(biāo)，真正做到了大處與小處的結(jié)合、宏觀和微觀的統(tǒng)一。

現(xiàn)階段，我國正著力實施國家水網(wǎng)工程建設(shè)，強調(diào)從“綱”“目”“結(jié)”三個方面加快推進，覆蓋面大且影響深遠。如何在科學(xué)謀劃水網(wǎng)總體格局的同時扎實落實“引、調(diào)、蓄、排”水工程規(guī)劃，是考驗國家水網(wǎng)成效的重要方面。為此，宏觀層面要堅持“四個面向”，站在國土空間規(guī)劃、重大戰(zhàn)略區(qū)域布局、未來生存和發(fā)展空間擴展等全局性、戰(zhàn)略性高度系統(tǒng)謀劃國家水網(wǎng)主骨架和大動脈；微觀層面以流域為單元，推進水利工程安全化、智慧化、生態(tài)化、標(biāo)準(zhǔn)化等建設(shè)，實現(xiàn)大處與小處、宏觀和微觀的高效統(tǒng)一。

6.賡續(xù)傳承與創(chuàng)新發(fā)揚的兼容關(guān)系

傳承是創(chuàng)新的基礎(chǔ)，創(chuàng)新是傳承的動力，兩者相互包容、相互促進。只有在繼承中尋求創(chuàng)新，在創(chuàng)新中體現(xiàn)繼承，才能將傳統(tǒng)科技與現(xiàn)代科技建立起有機聯(lián)系，使成果歷久彌新，不斷煥發(fā)新的活力。

紅旗渠是傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利轉(zhuǎn)型時期的產(chǎn)物，受經(jīng)濟和技術(shù)條件限制，建設(shè)者在充分利用土法施工的基礎(chǔ)上積極發(fā)明創(chuàng)造，保障了工程的成功。例如，施工中對砌石、三合土等傳統(tǒng)水工建筑材料和建造工藝，傳統(tǒng)測量和施工放樣，古法石灰燒制等能用盡用。同時，在工地上大搞創(chuàng)新。通過向有經(jīng)驗的老鄉(xiāng)請教，反復(fù)試驗，成功發(fā)明了土窯燒水泥方法，使水泥成本大大降低；對“一硝二磺三木炭”自造炸藥的傳統(tǒng)技術(shù)不斷改良，創(chuàng)新發(fā)明了多種功能不同的炸藥類型。此外，創(chuàng)新提出的盆面測量法、豎井分段作業(yè)法、三角炮位藥壺爆破法、無腳手架砌石法和土制起重設(shè)備運料法等，均根植于當(dāng)?shù)赝练ㄊ┕ぜ夹g(shù)。

我國治水歷史悠久，治水經(jīng)驗和技術(shù)積累得天獨厚。為此，需要深度挖掘和總結(jié)歷史治水先進經(jīng)驗，結(jié)合新時代水利高質(zhì)量發(fā)展新特征、新需求，做好傳統(tǒng)優(yōu)秀治水理念和科學(xué)技術(shù)的賡續(xù)傳承與守正創(chuàng)新。

7.工程措施與非工程措施的統(tǒng)籌關(guān)系

工程措施和非工程措施共同影響工程效益的發(fā)揮。工程措施相當(dāng)于人的軀體，而非工程措施則相當(dāng)于人的神經(jīng)感知與應(yīng)激系統(tǒng)，人體要保證高效的運動，強壯的軀體和靈敏的感知能力缺一不可。

紅旗渠是大型復(fù)雜水利工程，在施工過程中高度重視工程質(zhì)量、進度和安全監(jiān)管，建立了科學(xué)、民主、規(guī)范的工程實施組織管理機制。組建了紅旗渠施工總指揮部、分指揮部、連隊、作業(yè)組的垂直分級管理機構(gòu)，實現(xiàn)管理的制度化和規(guī)范化；明確了安全保障機構(gòu)，制定了嚴格的安全規(guī)章制度，定期開展安全教育；建立了施工質(zhì)量責(zé)任制，開工前明確工程建設(shè)施工質(zhì)量規(guī)范要求、爆破技術(shù)要求和施工質(zhì)量控制要點，施工中按照總指揮部、分指揮部、連隊、作業(yè)組等分級落實責(zé)任。另外，對于紅旗渠的運行管護，根據(jù)“誰受益、誰負擔(dān)”和“上下游統(tǒng)籌兼顧”的原則，建立了統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、分級管理，專管與群管相結(jié)合的管理體制，效果顯著。

我國水利工程，特別是農(nóng)田水利工程，在一定范圍內(nèi)一定程度上存在重建輕管、重硬輕軟的問題。水利高質(zhì)量發(fā)展的一個重點是致力于管理水平的提升，建立以智慧調(diào)控為手段，集水資源優(yōu)化配置、流域防洪減災(zāi)、水生態(tài)系統(tǒng)保護等功能于一體的綜合管理體系，確保工程效益的最大發(fā)揮，從“治水”走向“智水”。

七、結(jié) 語

林縣以修建紅旗渠“戰(zhàn)太行”為起點，才有“出太行、富太行”的跨越，直至今天“美太行”的升華，紅旗渠實現(xiàn)了林縣的滄桑巨變。我們看紅旗渠既要從“自力更生、艱苦奮斗”的精神角度去看，也要從“勇于創(chuàng)新、敢于探索”的科技角度去看。紅旗渠是中國共產(chǎn)黨領(lǐng)導(dǎo)下各級水利部門及工程技術(shù)人員和廣大干部群眾發(fā)揮集體智慧的結(jié)晶，大力實施科技創(chuàng)新才使得紅旗渠這一偉大工程成為永恒的經(jīng)典，也直接造就了“世界第八大奇跡”。

紅旗渠是偉大的科技創(chuàng)新工程?？萍紕?chuàng)新是人類進步的重要推動力量，可以解決人類面臨的各種問題。在當(dāng)時的水利工程科技水平條件下，修建紅旗渠這樣一個“引、蓄、提、調(diào)、控”等多目標(biāo)復(fù)雜巨系統(tǒng)水利工程，水流條件、地質(zhì)條件、輸配水建筑物型式等都極為特殊和復(fù)雜，工程攻克了絕壁測量放線、隧洞施工結(jié)構(gòu)穩(wěn)定控制、河流交叉建筑物型式優(yōu)選等水利科技難題，在當(dāng)時水利科技創(chuàng)新領(lǐng)域發(fā)揮了無可替代的引領(lǐng)作用。

紅旗渠是偉大的科技實踐工程?？萍紕?chuàng)新的價值在于解決現(xiàn)實問題的能力，實踐在于驗證科技創(chuàng)新的合理性和應(yīng)用意義。紅旗渠工程就是科技創(chuàng)新和實踐相互協(xié)同、相互推動的典范。從測量學(xué)原理到盆面測量簡易實用的測量裝備，從水沙沖淤平衡原理到取水角度設(shè)計和渠道底坡設(shè)定，從生石灰制備原理到無窯堆石燒灰法應(yīng)用，無不是水利工程技術(shù)人員和廣大人民群眾從實際出發(fā)、理論聯(lián)系實際的科技實踐探索和智慧結(jié)晶，在紅旗渠建設(shè)中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。紅旗渠科技實踐中的不斷探索、嘗試和反思，對當(dāng)時水利科技創(chuàng)新也起到了巨大的推動作用。

紅旗渠是偉大的科技精神工程。紅旗渠工程是我國水利建設(shè)史上一顆璀璨明星，沒有哪一件事，比它更能代表那個時代的中國，也沒有哪一個工程，比它更能刻畫那個時代中國人的精神面貌，是“幸福都是奮斗出來的”最生動寫照。紅旗渠蘊含的“科學(xué)嚴謹、求實創(chuàng)新、精工細作、團結(jié)協(xié)作、自立自強”科技精神，是一代代水利人都應(yīng)該弘揚的，并隨著時代進步不斷豐富，成為水利事業(yè)永續(xù)發(fā)展的內(nèi)在驅(qū)動力。

站在中國式現(xiàn)代化新的歷史起點，全體水利人必須深入貫徹落實習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想和黨的二十大精神，按照“堅持科技是第一生產(chǎn)力、人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動力”戰(zhàn)略要求，充分發(fā)揮水利工程在技術(shù)革新、人才培養(yǎng)、精神傳承上的載體作用，對標(biāo)對表“科技紅旗渠”，加大水利科技攻關(guān)，貢獻水利科技智慧，為推動新階段水利高質(zhì)量發(fā)展、全面提升國家水安全保障能力作出新的更大貢獻。