河流梯级开发，是为了更好地综合利用、充分利用、科学利用河流的水资源特别是水能资源，将河流或河段分为若干梯级，分段逐级开发建设的方式。河流或河段的水能资源和其他水资源，是集中一次开发还是分段多级开发，是由河流的大小、水资源的特点、开发利用的条件和方式决定的，是由开发利用的技术、经济、生态环境的可行性决定的。这是多目标决策、综合比较、利弊权衡、择优选择的结果。

河流梯级开发，首先必须做好流域规划。流域规划的任务，是要调查了解河流和流域的自然特征和资源条件，确定开发治理的方针、原则、目标和任务。其中，河流梯级开发方案就是流域规划的重要研究内容，需要规划决定以下几个主要问题。

①梯级开发的任务。从全流域或全河段的综合利用最优目标出发，全面考量包括防洪、发电、灌溉、航运、工业与城市供水、旅游、水质和水资源保护、控制等各项目标任务，统揽全局，统筹解决。

②选择坝址与工程规模。涉及相关河段的地形、地质、流量与落差利用、目标工程的枢纽布置，以及施工场地、天然建筑材料、对外交通运输，有关取水口高程、位置等。

③方案拟定。对所有可能建坝的河段，都要研究开发的可行性，并综合考虑梯级的主要任务和综合利用水资源的各项开发目标。在此基础上，拟定出若干以控制枢纽为主体的开发方案。

④梯级衔接。原则上应使各梯级正常蓄水位与上一梯级相衔接。要注意保护重要城镇、交通干线、矿产资源和人口耕地密集地区。

⑤库容安排。位于河流上游的梯级应安排较大调节库容，以提高下游各梯级枢纽的供水量，保证出力和发电量。这类控制性水库通常称龙头水库。

⑥方案选择。采用系统工程和经济分析方法选择经济技术指标，并能满足近期和远期开发要求的开发方案。

⑦梯级开发程序。对梯级开发方案中的各个梯级枢纽，进行技术经济综合比较，选出应首先开发兴建的工程。同时，把梯级开发方案作为一个整体，充分考虑各个梯级之间相互依存、相互制约的关系，科学确定梯级开发顺序，并从梯级整体角度来评价经济效益和综合效益。

中国河流梯级开发规划大体经历了4个阶段：20世纪三四十年代的初步调查与踏勘，这是河流规划的起步阶段；50年代对黄河、长江部分河段和若干中小河流的初步规划；60年代至70年代初期河流水电开发规划中断；70年代后期至20世纪末水电大开发规划。

①中国河流梯级开发规划的起步阶段（1949年前）。中国的水力资源开发研究工作始于20世纪30年代初。1932年，对宜昌至重庆长江干流河段进行了第一次水力发电资源考察，并提出了开发三峡水力资源的第一份报告。1933年，南京国民政府资源委员会成立水力研究组，开始在浙江、四川进行小规模的水资源调查。这是河流梯级开发最基础的准备工作。1937年对四川龙溪河、大渡河进行梯级开发的初步查勘。云南对境内五大水系中27条支流的52个河段的水力资源进行过初步踏勘。同时，也对乌江、綦江及川南若干干支流小河的渠化工作、水力资源进行过一定勘测研究。20世纪40年代组织开展了对长江三峡和上中游部分干支流河段的初步查勘，对黄河下游部分河段也进行了查勘研究，并邀请美国专家J.L.萨凡奇（John Lucian Savage，1879～1967）等参与初步踏勘规划。由于历史条件的限制，这些查勘研究都是很初步的工作，不仅时间仓促、技术手段较为落后，而且勘测资料比较局限，规划内容也较粗糙。

②河流梯级开发规划初步阶段（20世纪50年代初）。1953年7月，中国成立黄河研究组。1954年4月，改为黄河规划委员会。1954年2月至6月，以规划委员会为主体组成包括苏联专家、中国专家和工程技术人员在内的黄河查勘团120余人，历时11天，行程12120千米，查勘了黄河从兰州到入海口3300千米的河道，包括干支流坝址29处、灌区8处、水土保持区4处、水文站7处、下游堤防1400余千米和滞洪工程，以及沿河的航道情况。对黄河流域综合规划的重要关键问题，特别是第一期工程选择问题基本统一认识，为编制黄河开发治理规划奠定了基础。最后形成中国第一份大江大河流综合规划——《黄河综合利用规划技术经济报告》（简称《黄河规划报告》）。这一规划，成为治理开发黄河的基本指南。

20世纪50年代，在苏联专家的帮助下，还对长江流域进行了初步规划工作，主要是编制长江流域规划要点报告。受中国政府聘请，1955年6月，首批苏联专家马林诺夫斯基等12人抵达武汉长江水利委员会。同年7月，专家组长德米特里耶夫斯基率另一批专家到达，协助指导长江流域规划和三峡工程项目的研究。1955年10月，由中苏专家组成的长江考察团143人出发查勘。考察团分为综合、灌溉、航运、地质、测量5个组，历时70天。查勘目的是重点了解长江汉口以上干流及主要支流的一般情况，对初选的一些枢纽进行坝址、坝区查勘，研究其开发可能性，并与地方交换意见，据以修订规划工作大纲，最后于1959年5月形成《三峡枢纽初步设计重点报告》。

同时，对珠江、黑龙江、汉江、沅水等流域展开规划，并相继对龙溪河、上犹江、古田溪、以礼河、猫跳河、新安江、资水、浑江等中小河流的梯级开发进行了规划。这些规划成果虽多数未经正式审批，但对进一步开展河流规划和相关地区的水电建设都起到重要的指导作用。

③河流梯级开发规划的停滞阶段（20世纪60年代至70年代中）。由于历史的原因，这一时期河流开发规划基本处于停滞状态。因为认识上的错误和偏差，有的主张用查勘选点代替规划，有的即使做了规划，也没达到要求的深度和质量，或者规划完成之后就束之高阁，再无人问津。水电开发的前期工作，一度疏忽松懈。

④开发规划的全面展开阶段（20世纪70年代后期到世纪末）。1976年，水电部（今水利部）制定了《河流水电规划工作若干规定》，对当时和此后一个时期的河流水电开发规划起到指导作用。1981年，国家水电总局提出《加强水电规划工作的几点意见》，进一步加强了河流规划工作。1995年修订颁发的《2020年全国电力发展规划研究报告》，对水电发展规划进一步提出宏伟发展目标和具体要求，极大地促进了重点流域和重要江河梯级开发规划的研究制订。从20世纪80年代初到90年代末，一个又一个大江大河流域或河段梯级开发规划报告不断完成并通过严格审查。同时，还编制完成一批中型河流的水电规划。1988年《中华人民共和国水法》公布后，河流规划的编制和实施逐步走上法制轨道（表1）。

这一时期是中国河流梯级开发规划最活跃、成果最丰硕的时期，有力地促进了中国水电开发建设高潮的到来。

龙溪河位于重庆（今长寿区），是长江北岸的一条小支流，长170千米。狮子滩以上地形开阔，适合建坝蓄水；以下河谷缩窄，仅宽百余米，长24千米的河道落差达140米，适合梯级开发。该河段共分4级开发，狮子滩为龙头水库，以下为上硐、回龙寨、下硐三座梯级电站，都在落差较为集中之处。其开发过程大体分为4个阶段：

1935年，勘察四川水力资源，发现龙溪河有开发价值。1937年，历时8个月，发现了狮子滩坝址，并完成上硐和下硐2个梯级站址以及水库的地形测量，中外专家也到现场进行过查勘，最后形成初步的开发规划意见。这是中国历史上由第一支水力发电勘测队勘测规划的第一条梯级开发河流。初步规划完成后，由于经费不济而未开工建设。

1938年，龙溪河附近的另一条小河上的桃花溪电站首先开工建设，装机876千瓦，1941年建成发电。桃花溪电站后来成为龙溪河梯级开发建设的施工电源之一。

1939年10月，装机3000千瓦的龙溪河下硐电站开工建设。这是4个梯级中最下游一级，是当时中国自己建造的最大水电工程。因为战争影响，原向英、美厂家各订的2台750千瓦混流式机组未能到货。于是由吴震寰（1901～1949）工程师自行设计、民生机器厂制造水能机、昆明电机厂改装发电机，得以在1944年1月发电，装机2426千瓦。直到1948年才安装由他国运回的4台机组投产发电，并相继改名“龙溪河电厂”“长寿电厂”，拥有装机3866千瓦。1946年，上硐电站开工，因资金断绝，1949年5月停工。1949年11月，国民党溃败逃离重庆时，军警特务将下硐电站和桃花溪电站炸毁。

1949年底重庆解放，1950年1月成立“长寿水电工程修复委员会”，恢复被炸、停建工程。1950年1月17日下硐电站修复工程开工，当年12月恢复发电。桃花溪电站也很快修复发电。时任西南军政委员会工业部副部长的万里（1916～2015）到场祝贺。上硐电站也按原设计恢复施工，1954年初一台3200千瓦机组发电。

1954年3月，水电建设总局设计处完成狮子滩电站初步设计报告。当年8月1日开工建设。施工单位为西南水力发电工程局（后改为狮子滩工程局），并从总局抽调技术骨干支援。1956年11月首台机组发电，1957年3月完工。电站计划总投资8000万元，实际造价7311.2万元，单位千瓦造价1502元。

同时，上硐电站加固和扩建工程启动，1956年12月上硐第二台机组（7500千瓦）发电。此前，勘测设计工作已从北京勘测设计院转到新成立的成都勘测设计院，并在狮子滩电站施工期间积极进行回龙寨梯级、下硐电站梯级新站的勘测设计。回龙寨电站1956年2月开工，1958年12月两台8000千瓦机组发电。新下硐电站1957年7月开工，1959年5月两台15000千瓦机组也相继发电。

至此，龙溪河梯级开发全部完成。4个梯级共装机10台、10.47万千瓦，总造价1135.2万元，千瓦造价1090元。1958年3月，周恩来总理一行视察狮子滩电站，对施工质量加以赞许，并欣然题词：“为综合利用四川水力资源树立榜样，为全面发展四川经济开辟道路。”

中国水力发电学会的专家总结中国第一条梯级开发的龙溪河的经验时认为：“河流梯级开发无疑是水电开发最好的方式。从龙溪河梯级实施结果来看，梯级连续开发与分散开发相比，有如下优越性：通盘规划，合理选定开发方式和建设程序，使上游水库控制洪水，简化下游的泄洪、防洪、施工导流工程，可节约投资；依靠一个施工基地，调剂人员设备，减少额外费用；多级电站一气呵成，在征地移民、输变电工程等方面可避免重复和干扰；以最短时间使梯级发挥效益，一库调节，多站受益，同步运行，共同调峰，使水库投资尽快得到回报。”

具有80年历史的龙溪河梯级电站持续在重庆电网中发挥重要作用，并不断输送水电技术和管理骨干人才（表2）。

中国流域面积在100平方千米以上的河流有5000多条。除大江大河干流外，中小支流遍布全国，蕴藏着十分丰富的水电资源。据初步普查统计，仅小水电资源蕴藏量就达15亿千瓦，可开发装机容量为1.2亿千瓦。小水电的梯级开发不计其数，难以估量，在发展地方经济和实现农村电气化过程中发挥了重要作用。截至2017年，全国累计小水电装机7927万千瓦，小水电超过100万千瓦的省有9个：广东、四川、福建、云南、湖南、浙江，湖北、江西、广西壮族自治区。而可开发的中型水电站（单站容量为2.5万～25万千瓦）有1136座，装机容量7877.60万千瓦。这批中等规模的水电站梯级开发数量也很大。四川长寿龙溪河是中小河流梯级开发的典型之一。福建古田溪梯级、云南以礼河梯级、贵州猫跳河梯级、东北浑江梯级等也可说明中小河流梯级开发的情况。

古田溪梯级电站是中华人民共和国成立后开发建设的第一条河流水电站，是中国第一个五年计划的重点工程之一。

古田溪发源于福建屏南县，位于闽江干流中游北侧，分东溪和北溪两支，流经古田、闽清两县，最后在水口镇汇入闽江。全长90千米，流域面积1799平方千米，水量充沛，河床陡峭，仅从县城至水口落差达300米，其中以龙亭瀑布最为出名，具有梯级开发的优越条件。全河分4个梯级开发：一级古田水电站，位于古田旧城下游龟濑峡谷入口处，地下厂房，6台混流式水轮发电机组，其中2台6兆瓦，4台12.5兆瓦，一级总装机62兆瓦。二级龙亭水电站，位于龙亭瀑布附近，为引水式电站，地面厂房，安装2台65兆瓦混流式水轮发电机组。三级高洋水电站，位于闽清县境内，为坝后式水电站，厂房装有1台16兆瓦和1台17兆瓦轴流式水轮发电机组。古田站下面三级每级的设计水位都与上一梯级尾水位衔接。梯级总装机容量259兆瓦，后经增容改造，现装机276兆瓦，年发电量7.41亿千瓦时。古田溪梯级的一厂四站实行集中管理，少人值守。在福建电网中担任调峰、调频、调压和事故备用。

中华人民共和国成立前，从1928年到1946年，几次对古田溪进行勘测、复勘，1947年形成《古田溪第一段水力发电工程计划》，但因经费无着落，仅修了一条10千米长通往坝区的路基就停工。1949年6月古田解放后，即恢复工程，由华东设计院和福建省水利局重新复核勘测原规划设计，把三级开发改为四级开发。为确保防洪安全、增大泄洪流量，扩大了原设计装机容量。1951年3月，一级站开工，到1973年12月三级站最后一台机组发电，整个梯级开发工程历时22年，总造价19324万元，比估算值低2028万元，平均每千瓦造价707.48元，基本由中国自行设计、施工、制造和安装，是中华人民共和国成立初期中小河流梯级成功开发建设的一个典型缩影（表3）。

以礼河是金沙江右岸一级支流，全长122千米，发源于云南曲靖市会泽县待补镇，流经会泽县六个乡镇，在会泽与巧家交界处注入金沙江。以礼河在会泽以下几乎与金沙江平行，两河相距仅12千米，但水面高差达1350米。自中游水槽子峡谷以下，河道坡降急剧增加，仅在46千米河道内就有落差1400米。以礼河为引水式、跨流域开发的高水头梯级电站，共有毛家村、水槽子、盐水沟和小江4个梯级。梯级布置巧妙地利用水系和地理特征，充分利用了相邻河流之间的水面高差，梯级开发很有特点。

1951年2月，水力发电总局勘测设计局编制完成以礼河梯级开发的技术经济调查报告，规划在毛家村建龙头水电站，装机1.6万千瓦；在水槽子建引水式电站，装机1.75万千瓦，跨流域引水至盐水沟和小江，建2座高水头电站，各装机14.4万千瓦。4个梯级共利用水头1413米，装机32.15万千瓦，年发电量16亿千瓦时。

1956年7月，二级站水槽子动工兴建，1958年8月发电。三级盐水沟、四级小江和一级毛家村分别于1966、1970、1971年相继发电，1972年4个梯级全部建成。一级站毛家村在会泽县南9.5千米，建有一座多年调节水库，总库容5.53亿方。地下厂房安装有2台8000千瓦斜流式水轮发电机组。二级站水槽子在会泽县城北10千米，建有一座周调节水库，从以礼河跨流域引水，经三级站、四级站发电利用后注入金沙江。地下厂房装有2台8750千瓦混流式水轮发电机组。三级站盐水沟，最大水头629米，利用上一级发电尾水发电。地下厂房安装有4台3.6万千瓦捷克横向双转轮喷嘴冲击式水轮发电机组。四级站小江水电站，也是高水头引水式电站，除利用三级盐水沟的尾水发电外，还纳入小江水系流量，增加发电量，尾水排入金沙江。最大水头628.2米，地下厂房安装有4台3.6万千瓦冲击式横轴水轮发电机组。三级和四级发电容量分别占梯级总装机容量的44.94%，以礼河梯级以发电为主，毛家村水库兼有灌溉和防洪效益，担任滇中电网的调峰和事故备用（表4）。

猫跳河是乌江右岸一级支流，发源于安顺长山，流经平坝、清镇、修文等县，在杨桥汇入乌江（表5）。全长180千米，流域面积3195平方千米，有落差550米。4～9月汛期流量占全年总量的78%，洪枯流量变幅为938倍，暴涨暴落，喀斯特地貌发育，中下游河谷深切200～300米峡谷。流急滩多，支流稀少且潜入地下或入口处形成瀑布，沿岸多深邃竖井。河道天然落差549米，水能资源丰富，沿河有多处宜修建中型电站坝址。猫跳河是中国最早在岩溶地区进行梯级开发的河流。

1956年至1957年，成都勘测设计院和贵阳勘测处共同编制了猫跳河梯级开发报告，规划开发目标以发电为主，结合灌溉、工业供水、水产养殖等综合利用，拟对全河进行6级开发，即红枫、百花、修文、窄港口、红林、红岩。共利用水头384.5米，装机23.9万千瓦，多年平均发电9.18亿千瓦时。一级红枫为龙头水库，总库容6.42亿立方米，调节库容4.42亿立方米，为坝址年径流量9.5亿立方米的46.5%，对6座梯级进行多年调节。一级红枫和二级百花分别于1958年、1960年开工修建，其他各级也相继开工。原规划的6个梯级于1974年开发完成。1991年，又在百花与修文之间增建一级李官水电站，梯级开发变为七级，梯级总装机容量也增加为25.2万千瓦。

猫跳河梯级水电站不仅坝址地质条件复杂，大坝坝型各异，7座大坝中堆石坝2座、混凝土重力坝2座、拱坝2座、双曲拱坝1座，水工建筑结构复杂。梯级的开发建设为中国水电积累了经验，培养了人才。猫跳河梯级原为贵阳地区主力电站，乌江渡水电站建成后，担负电力系统调峰、调频和事故备用。除发电效益外，红枫、百花两座水库可灌溉农田7530公顷，并供给贵阳、清镇等城市工业和生活用水，兼顾养殖和旅游，不仅经济效益好，而且有良好的综合效益。

由于两座湖边集结了不少工业企业，两湖水质一度受到工业排放和生活污水的严重污染，经过艰苦治理，情况正在改善。这也是梯级水电开发应予吸取的教训，要把生态环境保护特别是水源、水质的保护放到极端重要的位置。

浑江是鸭绿江主要支流，中下游位于辽宁省，发源于长白山系的老岭，全长445千米，落差744米，流域面积14776平方千米。河道多曲折，河谷多处狭窄，水力资源开发条件好。长春水电勘测设计院在1956年提出浑江梯级开发规划，以桓仁为第一级，作为龙头水库，装机22.25万千瓦。第二级回龙山，装机7.20万千瓦。第三级太平哨，装机16.1万千瓦。三级开发，装机总容量45.55万千瓦，年发电量11.8亿千瓦时。以发电为主，兼及防洪、灌溉等综合效益。后来又增加西江水电站，装机4×3000千瓦；双岭水电站，装机3.5万千瓦；金哨水电站，装机8.4万千瓦；以及凤鸣电站等4个梯级；浑江梯级电站变成7级开发，总装机容量为58.65万千瓦，年发电量为12.6亿千瓦时（未计入凤鸣梯级装机）。

桓仁梯级1957年开工，后来一度停工。1965年复工，1968年发电，1972年竣工。回龙山梯级1969年开工，1972年发电，1977年竣工。西江梯级1999年发电，2004年完工。太平哨梯级1976年开工，1979年发电，1982年竣工。金哨梯级2001年开工，2004年竣工。浑江梯级在东北电网中不仅是主力电源，而且要承担调峰、调频和事故备用，除发电外，还有防洪、灌溉、养殖、旅游等综合效益（表6）。

经过20世纪40年代、50年代、70年代几次对河流水资源的调查、普查、勘测、规划、反复研究、不断完善，逐渐摸清家底，把握河流特征。根据国家社会经济发展的需要，加快形成大江大河各重点河段梯级开发、综合利用的全面规划，并逐步推进实施。

20世纪50年代中期，以李家峡水电站开工为标志，首先是黄河上游的梯级开发。紧接着丹江口水电站开工，这是开发长江最大支流汉江梯级电站的开始。60年代中期，配合“大三线”建设，启动长江上游重要支流岷江、大渡河的开发，龚嘴水电站、映秀湾水电站、渔子溪水电站相继开工。70年代，长江干流葛洲坝枢纽工程开工。接着，乌江开发起步，乌江渡、东风水电站先后开工。差不多同一时期，珠江水系红水河梯级开发拉开序幕，大化水电站、天生桥水电站相继开工，以80年代中期岩滩水电站开工为标志，红水河梯级开发进入高潮。

此前对大江大河梯级开发的起步还主要是从对电力的需求出发，限于当时国家的综合国力还不够强，投入还较少，技术仍较落后，体制机制还缺少活力，随着改革开放步伐的加大，经济实力的增强，科技水平的日益提高，中国水电开发能力特别是在各种复杂条件下建设高坝大库及各种类型水工建筑物的能力、重大设备的设计制造能力迅速提升。由于投资体制的改革、市场机制的建立和不断完善，中国河流梯级开发、滚动开发、综合利用的能力空前增强，高强度的投资能力，现代化的设计、制造、施工、管理水平，都推动着大江大河梯级开发进度和质量的全面提升。

1986年，五强溪水电站开工，标志着以沅水流域为主的湘西水电梯级开发起步。这一年，漫湾水电站正式开工，标志着澜沧江梯级开发启动。20世纪90年代初，具有很高技术难度和复杂地质条件的二滩水电站开工，宣示雅砻江梯级开发的展开。在各大江河梯级相继加入开发热潮时，长江上游干流末端梯级葛洲坝全面建成。90年代中期，世界最大的水利水电工程三峡工程正式开工。差不多同时，治理黄河的关键工程小浪底水利水电枢纽也正式开工，中国的水利水电建设由此进入高潮。进入21世纪初，金沙江下游梯级溪洛渡、向家坝、乌东德、白鹤滩连续开工，相继发电、竣工；雅砻江锦屏一二梯级、官地，澜沧江、大朝山、小湾、糯扎渡、景洪梯级都已建成投产。上述大型河流梯级，就是中国的大型水电基地。中国在20世纪70年代末提出建设十大水电基地、后来扩展为十二大水电基地的设想，1989年已有十大梯级河段进入全面开发并已取得决定性成果。据不完全统计，截至2017年，十二大水电基地（不含闽、浙、赣）规划各梯级总装机28576万千瓦，已建成装机12599万千瓦，在建装机5444万千瓦，筹建装机2378万千瓦。已经建成和在建的大江大河的水电装机已经达到十二大水电基地装机总量的63.14%。而且，开发进度还在加快。中国水电装机规模在2014年就超过美国，稳居世界第一。随着创造世界水力发电史之最、拥有16台单机容量百万千瓦的白鹤滩水电站竣工，金沙江下游4座特大型梯级水电站向家坝水电站、溪洛渡水电站、乌东德水电站、白鹤滩水电站接连开发完毕。这些大江大河大规模的梯级开发建设，把中国的水力发电技术水平推向世界前列，从世界水电大国走向世界水电强国。