在中國地下水電設施的建設歷程中，位于福建寧德古田縣的古田溪水力發電廠是第一座地下水電站，它于1951年3月開工，1956年3月一期機組投產。在湖南郴州宜章縣等地，也有垂直距離超過380米超深地下水電站。
位于新疆阿勒泰富蘊縣境內、地下136米深處的可可托海水電站，無疑是工程難度最大的一座——目前深度超過100米的地下水電站大多依托天然地下河建設，而可可托海水電站卻是在大山腹中完全由人工新建而成。
作為可可托海礦區最重要的配套設施，可可托海水電站于1958年開工建設，期間兩次停工，終于在1967年2月5日建成。
以下是原西北勘探設計院工程師、現香港清華同學會副會長宗家源對參與可可托海水電站建設歷程的回憶。
建設邊疆擰一繩
1959年7月，我一個人，帶著一箱圖紙，兩床被子，兩箱子皮大衣、狗皮墊、毛氈筒和其他一些衣物，登上了蘭州開往新疆尾埡的火車。
當時，我畢業分配的水利部北京勘測設計院西安分院已經撤銷。為了照顧西北青龍峽、可可托海這些地方的需要，在蘭州成立了西北勘測設計院。
可可托海水電站設計組的組長、總工程師是我們設計院的黃德祖，他知道我是積極分子，叫我來和他一起搞可可托海這個項目。
整個可可托海水電站設計組分為廠房、隧道、大壩三組，黃德祖在蘭州帶領三個組設計、出圖紙。
1959年7月，黃德祖派我去可可托海，參與水電站的施工工作。我是第二個去的，我的同事徐進賢1958年底已經去了，負責修水壩。隧道的任務交給了我，負責現場解析、修改圖紙，監督、驗收。
這是我第一次去可可托海。那年，我的太太在我的出生地廣東三水農村，送走了我的老祖母。
我和太太1947年結婚，當時我16歲。21歲時，我帶著她攢的16元錢，從香港去北平的清華大學讀書，畢業時分配到西安。一直到1959年，雖然中間有回鄉短聚，但我們常年都是分隔兩地。
祖母死后，我太太申請來蘭州與我團聚，農村不放人。知道我這么困難，又要到可可托海去了，就放她來了。
當時，我忙著趕可可托海的施工圖紙，沒辦法請假回老家接她。我太太不識字，也不懂普通話，別人給她寫了張條子帶在身上，從三水農村出發，在鄭州轉火車，到蘭州出站，一路都是拿著條子問人。
我在蘭州火車站接到她。結婚12年之后，我們的戶口第一次真正在一起。
可是，她到蘭州一個月，我就去了可可托海。我的太太很受苦，普通話也不懂。那時我們還沒分房子，把她安置在招待所，我就走了。
我這人是工作狂，一下子迷進去了，很希望把工作做好。
當時火車只通到尾埡，新疆的邊上。從尾埡坐汽車經過吐魯番到烏魯木齊，停留一夜，再搭礦山的班車去可可托海。
新疆的班車多年來都是解放牌卡車，九個人一排，四排，兩兩相對，坐在自己的行李上。我去時正是入秋，那里的秋天氣溫只有十多攝氏度。夜里路過克拉瑪依，天上的星星月亮離得好近，大家都不說話，只聽得到馬達的轟隆聲。
我的心情是激動的。我寫的第一首詩《初進疆》里有一句：“陽關西出故人眾，建設邊疆擰一繩。”多么豪放。
（今日可可托海水電站）
第一豎井
到了可可托海，第一印象是冷。不過吃得不錯。那正是饑饉的1959年，但在礦山三角錢一大碗羊肉，不用吃饃就能吃飽。三角錢兩斤哈密瓜，很好吃。
我去的時候，水電站勘探選址已初步確定。額爾齊斯河上游水流蜿蜒，河床陡得厲害，峽谷兩岸高崖嶙峋。大壩選址在伊雷木湖的海子口，向東通過兩公里多的導流洞，引水到地下136米的二廠房。
二廠房之所以埋在地下，出于兩個考慮。其一，地處高山，如果在地面，就要劈山了。水深坡陡，如何明挖？相比之下，地下反而更好施工。其二，當時有備戰需要，高山全是花崗巖，廠房埋在里面，很安全。 在當時，這應該是全國最深的廠房。
現在很多水電站，廠房埋下去二三百米都不稀奇。但二廠房旁邊136米的豎井，迄今為止，應該也是全國最深的。
一般而言，廠房埋在地下，都是從岸邊自西向東水平挖洞進行施工。運輸材料的汽車從至少4公里外的海子口向南，先翻山到河邊，在沿岸高崖上劈開一條路作為運輸通道，再水平鉆洞進入廠房。汽車到河邊再開進去，很困難，路不好修。
而且，二廠房在地下，副廠房、變壓器、中央控制室都在地面。電纜發電，從二廠房到中控室，最好馬上升高，路線越短、消耗越少。如果橫著打洞，電纜出來先水平爬出300多米，再在地面繞回300多米。六七百米的距離，升壓損失太大。 所以干脆從上面直接打豎井，再往里掏出個廠房來。運輸容易，電纜通過路徑也短。
豎井深136米，直徑13米。有一部吊籠電梯，可以坐13個人。旁邊是一架安全梯，很窄，只容一人通過。 我們先挖豎井，再往里挖廠房。豎井挖完，從下往上襯砌混凝土，同時埋一點鋼在豎井壁上，用于之后固定樓梯。 豎井全部是徒手挖的。
當時施工的是新疆建設兵團第五團，他們雖然不是正規的水利工程人員，但打洞放炮很厲害。1000多人，基本上完成了豎井、導流洞、尾水洞等所有打洞的任務。
那個年代機械不多，打鉆、放炮、挖土，全靠人力扛下來。
山里打洞，外面也要挖。進水口和大壩都需要清坡。工人們扛著斧頭、鏟子，就那么明挖。明挖很容易塌方，因為高崖兩邊都是浮石。工人們每天開工，要爬坡上去，只有一條路，旁邊就是額爾齊斯河。石頭滾下來，跑都沒法跑。
（水電站 建設者在墻壁上的留言)
木籠壩失利
我去可可托海之前，大壩組由之前去的徐進賢負責施工。
我們設計組對大壩最初的設計是木籠壩，就是用木頭做成籠框，里面裝上石頭，直接沉到河里把水截住。用木籠壩是因為可可托海石頭多、木頭多，因地制宜，又很節約。 投木籠壩前，要往下打防滲墻，擋住地下水，否則地下水壓力太大，壩會浮起來。
一開始用灌漿的辦法——河流以下是二三十米的流沙、石頭，打鉆孔穿過這層，一直打到巖石層，再灌水泥下去，攔住地下水。 但這是一個錯誤。
地下水流速太快，灌下去的水泥漿還沒來得及凝結，就被沖跑了，根本防不了滲。反復灌，反復被大水沖掉。那時沒考慮設計泄洪洞，計劃著木籠壩、灌注一完成，大水過去就完了。
結果可想而知。灌漿防滲失敗，又沒有泄洪洞導流。我去可可托海之前，一場大水，木籠壩就被沖走了。
我是搞隧洞的，但當時廠房組沒去負責人，復合廠房的任務也落到我身上。
1958年大躍進，我們要節約，廠房的水輪機最初采取框架式設計，就是一個機組上方，四條梁組成一個框來固定。 復合時我發現，水沖過來，渦輪一轉，四條梁被震得像海綿一樣。我反復進行數學推導，經過計算，我說這是發生共振，不安全。框架式本身適用于小電廠，電廠太大根本不行。
我向蘭州設計院總部反映這個情況，設計組同意了我的提議，將框架式改成傳統的墩柱式，水輪機兩側，由直徑兩米、高兩米有余的混凝土墩柱頂住，解決了共振的問題。
現在看來，如果當初我沒有堅持，之后運行時是否會發生大事故，真的很難說。修改后解決了安全問題，大家都放心了。
就這樣，很長時間我都在工地，太太在蘭州。從可可托海寄信到蘭州，大約需要一周。寫信給她，她也不認識字，但她總把吃不完的糧票寄給我。我在新疆，能收到她的糧票，很感動。
可好景不長，1960年經濟困難，水利部資金緊張，兵團的人連工資都發不出來，可可托海水電站即告停工。
停工以后，設計組散了，我們回到了蘭州。我的太太，一年前見了我一個月我就跑了。一年多后，我又回來了。
不過這一次，過了兩三個月，我又跑了。
我們到南疆搞水電站，“移工就食”。黃德祖仍是組長，帶著我們去改建喀什三級電站，一下子解決了以往每年冬春季節全喀什人都要去打冰才能發電的難題。南疆大放光明。
不顧家的”丈夫
1962年2月，水利部資金批準下來，可可托海要復工了。西北設計院火速召集我們，直接從南疆去可可托海。
可是我太太怎么辦？我說可不可以帶著她去新疆，上級同意了。
我太太是萬里尋夫。從三水到蘭州，又從蘭州到可可托海。當時火車還只是通到尾埡，我到尾埡接她，這次她懂普通話了。
重返可可托海，我們繼續修隧道，建廠房，而大壩的部分，因為當初木籠壩的失利，就交給新疆水利廳。新疆水利廳設計了鋼筋混凝土壩，在河道的西側開挖了一條泄洪洞。
三年過去了，大壩卻還沒建起來。一個是因為地下防滲的問題仍得不到解決，二是缺少專業水利施工人員。
我的太太隨我到可可托海，一年左右，她懷孕了。1963年5月，我們的第一個女兒在這里出生，名叫海燕，意思是“可可托海的燕子”。
她出生時身體就很弱，我太太沒有奶水，奶粉又很難買到，連雞蛋也沒有。
我家隔壁的工人是少數民族，會插魚，插著大鯉魚，分一些給我們吃。
此時的可可托海，吃的東西比我第一次去時困難得多。我們吃高粱米，是原來喂馬的，面粉和大米很少，過年時才能吃一頓米飯。可可托海的白面不是純的，混著沙子，吃起來咯吱咯吱響。我常常自嘲，一輩子胃這么好，可能也是長期吃沙的緣故。
肉很少能買到，不過有個好處，羊雜碎、羊腳、羊頭論麻袋賣，一麻袋幾元錢。冬天掛幾個羊頭在外面凍起來，要吃的時候割下來一塊，慢慢燒，味道很膻。
飲食這樣艱苦，小孩頂不住了。海燕5個月大的時候，我把太太和她送回了蘭州。
我太太是個性格內向的人，小孩又體弱，我不在身邊，慢慢地她就患了產后抑郁，后來又變成了癲癇。上一秒還抱著小孩睡覺，下一秒發病就把孩子扔到了地上。兩三分鐘后才清醒過來，抱著孩子一直哭。
領導說考慮到我負責的廠房、隧道工作已基本完成，讓我回了家。 剛回到蘭州，我就親眼目睹她發病。
這么多年了，她總是說，你不顧家的。
中國第一次沉井防滲
我在蘭州，妻子的病一直沒好。 當時的可可托海，大壩始終立不起來，再拖下去礦山就無電可用了。水利部組織了三年大會戰，必須割掉這個“爛尾巴”。
大壩工程再次交給我們設計院。設計院組織了包括水機、電器等二十幾人的整套團隊，到可可托海現場設計、現場修改。水利部派出第二工程隊做水利施工，并從可可托海礦務局調來2000余人參與建設。
首先擺在我們面前的難題仍是地下防滲。當時還沒有后來密云水庫的防滲墻技術，灌漿灌不成。
陳飛和我提出“沉井”。那時我比較大膽，看過一些資料，國外有沉井截墻。所謂沉井，就是先做混凝土的尖嘴結構物，靠它的自身重力下沉，人在井內不斷挖土，尖嘴一路下沉，同時在上面一圈一圈加混凝土，最終插到巖石上，最后向井中灌注混凝土。一個個沉井連起來一串，最終攔截地下水。
不過，當時在國內別說施工，大家聽都沒聽說過。
1964年底，我們在蘭州夜夜趕制圖紙，可可托海方面開始進行沉井實驗。
水利工人誰也沒做過，都在摸索。鋼筋混凝土的尖嘴插板插下去，人要抓緊挖，挖的同時還要注意垂直方向和角度，不要卡住石頭。尖嘴稍有不慎就會歪倒，得趕緊糾正、平衡。就這么一路掏空，一路糾正，一路下沉，第一口沉井終于試驗成功。
工地實驗通過，施工單位認可，設計院拍板，沉井式防滲方案確定。
1965年3月，我們一行二十幾人從蘭州出發，有我這樣去過可可托海的，也有年輕人，沒有一個帶著家人。
我也顧不上生病的妻子。我一直以來都講，人生這些年，真的是要對國家作貢獻。從清華大學畢業的時候，當時的校長蔣南翔說，讓我們為祖國工作50年以上。我盡量要求自己，對國家貢獻的越多越有價值。
設計院為我們開了誓師大會，大家很激動，我還朗誦了一首自己寫的詩，“現場設計為方向，不亮明珠誓不還。”
我下了決心，一定要可可托海電站發了電再回來！
這一去就是三年。 整個沉井工程持續了半年以上。二十幾米深，一排二十幾個，連成一串。
沉井必須在枯水期施工，也就是當年10月到第二年5月。可那正是可可托海最冷的時候。每天24小時三班倒，晝夜不停。工人們在冬衣外面套上膠褲子、膠鞋，因為下挖的同時，不斷有地下水滲出。
工人們很艱苦。5米乘4米的深井，每次兩三個人下井施工，有鏟有挖，還有人放炮。挖出的有大石頭，也有小沙子，大石頭可能有一兩米高。 工人們從水里撈沙子，地下水滲出太多的時候，趕緊順著井壁的梯子往上爬，抽水機加緊抽水，堵一堵，再下井繼續。經常要通宵施工，可可托海的大風冷得不行，工人們開玩笑說下井反倒更暖和些。
1965年冬天，兩位哈薩克族工人帶著我們上山。壩區山高100米以上，雪深路滑，一下沒踩住就可能從懸崖上滾下去，粉身碎骨。哈薩克族工人很實在，下山時擔心我走不穩，就用繩子綁住我的腰，一個在后面拉著我，一個在前面擋著我，一路這樣保護著我。
哈薩克族的同事，對我們真的很好。
沉井解決了防滲難題，滾水壩可以正常施工了。1967年2月5日，可可托海水電站終于順利發電。
那天晚上七八點，我們設計組的人驅車從海子口到二廠房，坐吊籠穿過136米的豎井，來到地下。機器已運轉很穩定。不過正是“文革”期間，大家誰也不敢喜形于色，沒有激動，沒有流淚，但內心都是非常高興的。
從廠房回到家，一首詩已經在我心中醞釀成型——“八年尋伏虎，今日喜降龍”。
三年前離開蘭州時，太太剛懷上我的二女兒。三年后我回到蘭州，小孩已經到處跑了。
從1959年我第一次到可可托海，到1967年順利發電，經過八年艱辛波折，我們終于勝利了。