本卷前言
　　新中國成立伊始，國家百廢俱興，剛剛從浙江大學(xué)以優(yōu)異成績畢業(yè)的潘家錚被分配到燃料工業(yè)部錢塘江水電勘測處，從事水利水電工程設(shè)計(jì)。20世紀(jì)50年代，潘家錚就參加了黃壇口、流溪河和新安江等大中型水電站的設(shè)計(jì)研究并擔(dān)任技術(shù)負(fù)責(zé)人。在工作中，他運(yùn)用扎實(shí)的數(shù)學(xué)力學(xué)基礎(chǔ)理論，結(jié)合技術(shù)創(chuàng)新和工程實(shí)踐，撰寫了一系列有關(guān)水工設(shè)計(jì)原理與結(jié)構(gòu)計(jì)算分析方面的論文，發(fā)表于國家一級學(xué)術(shù)刊物，如《物理學(xué)報(bào)》《土木工程學(xué)
　　報(bào)》。一些論文還結(jié)集為專著出版發(fā)行，如《重力壩的彈性理論分析》《水工結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析叢書》，影響深遠(yuǎn)，不僅填補(bǔ)了國內(nèi)水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法上的文獻(xiàn)空白，而且還成為當(dāng)時(shí)稀罕少有而工程技術(shù)人員熱切期盼的設(shè)計(jì)指南。
　　1957年，潘家錚參加了我國第一座百米高混凝土重力壩——新安江水電站的設(shè)計(jì)建設(shè)工作，擔(dān)任設(shè)計(jì)副總工程師。新安江水電站是新中國第一座自主設(shè)計(jì)、自制設(shè)備和自行施工的大型水力發(fā)電工程；1957年開工建設(shè)，1960年首臺(tái)機(jī)組發(fā)電；工程投資省、建設(shè)速度快、工程質(zhì)量好，創(chuàng)造了世界水電建設(shè)史上新的奇跡。新安江水電站勘測設(shè)計(jì)工作始于1953年，在大量工程地質(zhì)勘查和技術(shù)方案研究比較的基礎(chǔ)上，正確選擇了壩址、壩型和樞紐布置方案，為工程順利建設(shè)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。國內(nèi)率先采用壩后廠頂溢流樞紐布置方案，巧妙地解決了河道狹窄，泄洪建筑物布置和廠房建筑物布置的突出矛盾。為進(jìn)一步節(jié)省壩體混凝土工程量，潘家錚創(chuàng)造性地將原設(shè)計(jì)的實(shí)體重力壩修改為寬縫重力壩，研究采用抽排減壓措施，降低壩基揚(yáng)壓力，簡化混凝土溫度控制措施。一系列新技術(shù)的誕生和成功應(yīng)用，極大地縮短了我國與發(fā)達(dá)國家壩工技術(shù)的差距。
　　20世紀(jì)60年代，潘家錚在其系列論文發(fā)表和重力壩彈性理論分析等專著的基礎(chǔ)上，結(jié)合親身經(jīng)歷的大中型水電站，尤其是新安江水電站設(shè)計(jì)建設(shè)的成功實(shí)踐，撰寫了《重力壩的設(shè)計(jì)和計(jì)算》，并于1965年由水利電力出版社出版發(fā)行。正如潘總所言，重力壩是一種古老而重要的壩型，具有許多明顯的優(yōu)點(diǎn)，對于我國很多河流的具體筑壩條件尤為合適。
　　《重力壩的設(shè)計(jì)和計(jì)算》進(jìn)一步推動(dòng)了重力壩筑壩技術(shù)的發(fā)展和工程建設(shè)，一批獨(dú)具特色的重力壩樞紐工程相繼開工建設(shè)，如20世紀(jì)60年代的云峰、丹江口、龔嘴、古田
　　一級，70年代的湖南鎮(zhèn)、黃龍灘、劉家峽和葛洲壩以及80年代的烏江渡、潘家口、鳳灘、安康等，到80年代之初，我國已經(jīng)建成的高度70m以上的重力壩樞紐工程有20多座。
　　1978年，潘家錚調(diào)入水利電力部規(guī)劃設(shè)計(jì)總院擔(dān)任副總工程師，后升任總工程師，負(fù)責(zé)組織全國水利水電建設(shè)工程技術(shù)咨詢、設(shè)計(jì)審查、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制修訂和工程驗(yàn)收鑒定等工作。也就是從這一年起，為滿足改革開放后新一輪水利水電工程建設(shè)的實(shí)際需要和廣大讀者的期盼，他啟動(dòng)了《重力壩設(shè)計(jì)》全新撰寫工作。沒想到，征求意見、收集材料、分析研究、廣征博引，歷經(jīng)7載，數(shù)易其稿，直到1985年才完成編撰出版發(fā)行，這期間他歷經(jīng)千辛、克服困難，研究推導(dǎo)公式，精心研究參數(shù)，解決了諸多工程技術(shù)問題。
　　《重力壩設(shè)計(jì)》一書不僅集合了潘家錚自己的設(shè)計(jì)思想和研究成果，而且也引用了大量國內(nèi)外新的文獻(xiàn)資料，不僅是潘家錚自己辛勤勞動(dòng)的汗水與智慧的結(jié)晶，而且也凝聚了像汝乃華、李桂芬、于驍中、陳厚群、陳椿庭、沈崇剛、朱伯芳、李浩鈞、張有天、趙佩鈺這些大師們的科學(xué)奉獻(xiàn)。正因?yàn)檫@是一部大師們的集體創(chuàng)作，《重力壩設(shè)計(jì)》成為當(dāng)時(shí)最為系統(tǒng)和權(quán)威的重力壩設(shè)計(jì)理論和工程實(shí)踐方面的著作。潘家錚不愧為我國壩工技術(shù)的引領(lǐng)者、開拓者和創(chuàng)新者。
　　改革開放之后，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，水庫大壩建設(shè)為滿足防洪、發(fā)電、航運(yùn)、灌溉、供水和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的需要又掀起了一輪新的高潮�！吨亓�壩設(shè)計(jì)》一書的出版發(fā)行恰逢其時(shí)。1985年7月，我被分配到電力工業(yè)部中南勘測設(shè)計(jì)院工作，從事紅水河龍灘水電站設(shè)計(jì)。因?yàn)槭澜玢y行為龍灘工程前期論證提供軟貸款和技術(shù)支持，潘家錚被世界銀行聘為龍灘項(xiàng)目特咨團(tuán)專家組組長，也就是在龍灘工程的前期論證工作中，我們和潘總結(jié)下不解之緣。我和我的同事們，按照潘總《重力壩設(shè)計(jì)》所提供的理論和方法，研發(fā)了重
　　力壩整體抗滑穩(wěn)定計(jì)算程序、重力壩體形優(yōu)化和結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算程序以及溢洪道泄洪消能計(jì)算程序，承擔(dān)并完成了國家“八五”科技重點(diǎn)攻關(guān)課題《龍灘碾壓混凝土重力壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工方法研究》。1997年，該項(xiàng)研究成果獲得電力工業(yè)部科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)，2010年“200m級高碾壓混凝土重力壩關(guān)鍵技術(shù)”獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。龍灘工程設(shè)計(jì)建設(shè)的各個(gè)方面都得到了潘總的大力支持和悉心指導(dǎo)，龍灘工程建設(shè)的一些重大關(guān)鍵技術(shù)方案還是潘總親自組織研究、拍板定案，諸如龍灘水電站選擇重力壩方案、全地下廠房樞紐布置方案、全斷面碾壓混凝土大壩設(shè)計(jì)方案、富膠凝高摻粉煤灰碾壓混凝土方案以及克服高溫多雨全年連續(xù)施工方案等。正是這些重大技術(shù)問題的正確決策，為龍灘工程順利建設(shè)、提前發(fā)電奠定了基礎(chǔ)。
　　從改革開放以來到21世紀(jì)之初，我國已經(jīng)建成和新開工了一大批重力壩工程，典型的高重力壩工程包括隔河巖（1993年建成，下同）、五強(qiáng)溪（1994年）、巖灘（1995年）、漫灣（1998年）、萬家寨（1998年）、江埡（1999年）、寶珠寺（2000年）、棉花灘（2002年）、大朝山（2002年）、龍灘（2006年）和三峽（2006年）等。從這些已建工程可以看到，我國重力壩筑壩高度已經(jīng)從100m級、150m級跨越到200m級，有的超過200m；重力壩樞紐大都修建在大江大河上，工程規(guī)模大，成為流域梯級控制性水庫電站；為適應(yīng)機(jī)械化施工的需要，實(shí)體重力壩增多，而寬縫（空腹）重力壩減少，施工工期縮短；碾壓混凝土筑壩技術(shù)得到推廣，重力壩采用碾壓混凝土成為時(shí)代主流；除機(jī)械化、自動(dòng)化得到普遍應(yīng)用之外，數(shù)字化和智能化技術(shù)也開始在混凝土筑壩技術(shù)中推廣應(yīng)用；工程科學(xué)研究水平、工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)管理水平大幅提升，工程進(jìn)度和質(zhì)量得到有效控制，有力地保障了建設(shè)工程安全。
　　潘家錚在編撰《重力壩設(shè)計(jì)》時(shí)，碾壓混凝土筑壩技術(shù)還剛剛從英、美、日等發(fā)達(dá)國家引進(jìn)，美、英、日的碾壓混凝土技術(shù)路線各有特點(diǎn)，潘總對此做了積極宣傳和推廣，設(shè)想未來一定能取得更大突破。果然，在國家重點(diǎn)科技項(xiàng)目的支持下，潘總親自組織，聯(lián)合設(shè)計(jì)、施工及科研機(jī)構(gòu)，完成了一系列設(shè)計(jì)研究、材料試驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)工作。1986年我國就建成了第一座全碾壓混凝土重力壩——福建坑口碾壓混凝土重力壩。迄今，我國已建、在建的碾壓混凝土大壩超過170座，成為世界上碾壓混凝土壩最多的國家，碾壓混凝土筑壩技術(shù)已到達(dá)世界先進(jìn)水平。除已經(jīng)建成的200m級龍灘、光照等碾壓混凝土重力壩工程外，彭水（2008年）、景洪（2009年）、武都（2010年）、金安橋（2011年）、官地（2012年）、龍開口（2013年）、觀音巖（2013年）、阿海（2014年）、魯?shù)乩��?014年）、向家壩（2013年）等重力壩工程相繼建成。正在建設(shè)中的黃登水電站碾壓混凝土重力壩，壩高203m，壩體混凝土工程量為367萬m3，電站裝機(jī)容量1900MW，是目前世界上在建工程中最大規(guī)模的碾壓混凝土重力壩，預(yù)計(jì)2017年蓄水發(fā)電。以龍灘、光照碾壓混凝土重力壩筑壩技術(shù)為代表，通過一系列科學(xué)研究、工程實(shí)踐和總結(jié)提煉，我國已經(jīng)形成具有世界影響的中國特色碾壓混凝土高壩筑壩技術(shù)，成為引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展的重要力量。
　　2007年，正值潘家錚八十華誕，也是《重力壩設(shè)計(jì)》出版發(fā)行20周年。陳祖煜院士倡議，中國水電工程顧問集團(tuán)公司聯(lián)合長江水利委員會(huì)、中國水利水電科學(xué)研究院組織編寫了《重力壩設(shè)計(jì)二十年》。按照潘總的要求，《重力壩設(shè)計(jì)二十年》旨在系統(tǒng)總結(jié)我國改革開放之后，重力壩設(shè)計(jì)建設(shè)領(lǐng)域的重大進(jìn)展和成功經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步推動(dòng)重力壩設(shè)計(jì)理論、計(jì)算分析方法和工程技術(shù)創(chuàng)新，為今后高重力壩設(shè)計(jì)建設(shè)提供實(shí)用的參考和借鑒。從2006年啟動(dòng)編撰工作，到2008年3月出版，歷時(shí)2年半，這項(xiàng)工作得到水利部老部長汪恕誠、潘家錚院士和三家組織單位主要領(lǐng)導(dǎo)和水利水電同仁的大力支持。
　　一批具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)且富有工程經(jīng)驗(yàn)的院士、專家、教授熱心地參與了編著工作，他們?yōu)榇烁冻隽诵燎趧趧?dòng)，專業(yè)奉獻(xiàn)精神和認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度人敬佩�！吨亓�壩設(shè)計(jì)二十年》既是《重力壩設(shè)計(jì)》的姊妹篇，互為補(bǔ)充，也是敬獻(xiàn)給潘家錚院士八十華誕的生日禮物。
　　改革開放30年來，我國重力壩設(shè)計(jì)建設(shè)在潘家錚院士的指導(dǎo)下，通過廣大專家學(xué)者、工程技術(shù)人員孜孜不懈地艱苦攻關(guān)，設(shè)計(jì)技術(shù)水平不斷提高，在樞紐布置和泄洪消能設(shè)計(jì)、大壩體形設(shè)計(jì)和抗滑穩(wěn)定分析、壩體應(yīng)力變形計(jì)算分析、動(dòng)力響應(yīng)分析及抗震設(shè)計(jì)、壩基處理設(shè)計(jì)、壩體分區(qū)和混凝土材料設(shè)計(jì)、混凝土溫度控制與防裂、混凝土施工質(zhì)量和工藝控制、施工組織管理等方面均有很多新進(jìn)展和突破，成功地解決了一個(gè)個(gè)技術(shù)難題，建立起了完善的技術(shù)體系，保證了三峽、龍灘、光照等一批高壩樞紐的順利建設(shè)。毫不夸張地說，我國混凝土重力壩筑壩技術(shù)已經(jīng)處于世界領(lǐng)先水平。
　　潘家錚院士雖然已經(jīng)離我們而去，然而他的工程理念、設(shè)計(jì)思想、學(xué)術(shù)成就和工程經(jīng)驗(yàn)仍然深深地影響著我們，教育著我們。正如潘總所言：“在人類文明的發(fā)展過程中，從工程建設(shè)中積累的經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)和智慧能夠被一代一代地傳承下來，但是，我們必須在繼承中發(fā)展，在發(fā)展中創(chuàng)新，在創(chuàng)新中跨越。只有這樣，才能大幅提高現(xiàn)代水利水電工程建設(shè)的技術(shù)水平�！迸丝偣膭�(lì)道：“現(xiàn)在的年輕工程師們一如他們的先輩，正在不斷克服困難，探索新的技術(shù)高度，創(chuàng)造前人無法想象的奇跡，為水利水電工程的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，為造福人類、推動(dòng)人類文明發(fā)展鍥而不舍地奉獻(xiàn)著自己的聰明才智�！�
　　借此《潘家錚全集》之第三卷《重力壩設(shè)計(jì)》出版之際，我們也向奮戰(zhàn)在水利水電建設(shè)事業(yè)的各位同仁倡議：向潘家錚院士學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)他不畏艱難、敢于拼搏的精神，學(xué)習(xí)他尊重科學(xué)、追求真理的精神，學(xué)習(xí)他改革創(chuàng)新、勇于實(shí)踐的精神，學(xué)習(xí)他忠誠事業(yè)、認(rèn)真負(fù)責(zé)的精神，學(xué)習(xí)他精益求精、止于至善的精神，為我國水利水電事業(yè)做出新的貢獻(xiàn)！
　　周建平
　　2015年12月16日