黃萬裡，1911年出生上海一個名門世家，父親黃炎培是中國著名教育家。他在小學、中學、大學都是以第一名的成績畢業。1927年，他考入唐山交通大學。大學期間，他發表的三篇論文《鋼筋混凝土拱橋二次應力設計法》等，由著名橋樑專家茅以升審定作序，唐山交大出版。1934年元旦，黃萬裡赴美留學。鑑於1933年黃河決口十幾處，損失巨大。他立志改學水利。先後在康奈爾大學、愛荷華大學、伊依利諾依大學就讀。他是伊利諾依大學第一個中國人工程博士。他的博士論文《瞬時流率時程線學說》提出了從暴雨推算洪流的半經驗半理論方法，比歐洲水利專家納須（Nash）提出相似方法的時間早19年。
其後，他受聘為美國田納西流域治理工程專區（TVA）諾利斯垻工務員。他在美國駕車4萬5千英里，看遍了各大水利工程。1937年，26歲的黃萬裡回國後，婉拒浙江大學、東北大學、北洋大學的聘請，出任四川水利局工程師、測量隊長、涪江航道工程處處長等。他曾在極艱難的條件下，步行3千多公里，六次勘測岷江、沱江、涪江、嘉陵江等長江上游支流。1945年抗戰勝利後，他回到南京任水利部視察工程師。1947年至1949年任甘肅省水利局局長兼總工程師、黃河水利委員會委員。1949年9月到沈陽，任東北水利總局顧問。1950年6月回唐山交通大學任教。1953年被調至清華大學任教。1953至1957年，他完成並出版了學術專著《洪流估算》《工程水文學》。這兩部專著被認為是上世紀五十年代中國水文科學的代表作。
1957年春，毛澤東決定「引蛇出洞」，號召知識分子給黨提意見，幫黨整風。黃萬裡就屬於最早被引「出洞」的「蛇」。5月底6月初，黃萬裡在校內報紙《新清華》上發表的小說《花叢小語》，被清華校長蔣南翔上報毛澤東。6月19日，黃萬裡的這篇文章，被毛澤東加上「什麼話」的按語，在《人民日報》上發表，供全黨全國批判。接著，《人民日報》發表了一系列批判文章。黃萬裡成了全國知名的大右派。1957年九月號的《中國水利》雜誌出了批黃專號，刊出六篇文章，認為黃萬裡治理黃河的主張，是「鼓吹外行不能領導內行」，企圖「取消黨對科學技術的領導」。
1958年黃萬裡被定為右派，工資從二級教授降至四級教授，被剝奪教學、科研、發表文章的權力，甚至連「先生」「教授」的稱呼都不能用在他身上。1959年，他被發配到密雲水庫勞動改造，與民工同住幹打壘的半地窖，同幹繁重的體力勞動。隨著寒冬臨近，毛澤東發動的大躍進運動導致的大饑荒，逼近北京城。他的女兒黃無滿回憶：「他在密雲水庫不只餓得要命，還累得要命，下了班天黑乎乎的，一瘸一拐地向工寮挪去。我看到他那時給我媽寫的信：『我真需要哪個兒子在身邊，可以扶著我走回去。』他每次回家和我媽坐到天擦黑兒了也不願意走，幾乎每次都挨到最後一刻，才被家人攙扶著往火車站走去。這樣的苦日子熬到1960年，許多人都浮腫了，不敢再折騰了，爸爸和一幫難友才從水庫撤了回來。」
1966年8月上旬，清華附中的紅衛兵抄了黃萬裡的家。他的女兒黃且圓回憶：「先來的是清華附中紅衛兵。紅衛兵讓我父親拿出存摺來，而他的存摺上卻只有二十幾元錢。我父親雖然是個教授，但家裡人很多，他根本存不住錢。我們家那時候好幾個人都在上大學，打成右派後他又被減過一次薪⋯⋯他的錢根本不夠花。紅衛兵看了一眼存摺，就給他扔了回去。這是第一次抄家。」8月24日，黃萬裡在家，恰好未婚女婿楊樂來了，告訴岳父，近來抄家打人風盛行，聽說郊區已打死人，讓他注意。楊樂話剛說完，就有一批清華的學生從前門闖了進來。黃萬裡見來者不善，叫楊樂從後門快走。
這一天，黃萬裡挨了紅衛兵的打。據黃夫人回憶，她回家時，黃萬裡已被打得渾身是血，是被帶金屬扣的皮帶抽的，後背留下一道道血痕，以致於晚上睡覺，不能躺，只能俯臥。他的二女兒黃無滿回憶：「紅衛兵把箱櫃、書桌裡的東西都翻出來，倒在地上，將照片、字畫撕毀。當時我家有一把小小的工藝劍，是祖父送給我哥哥黃觀鴻的。因為劍比較小，也比較鋒利，沒敢讓他拿著玩，我爸就擱在抽屜裡當裁紙刀。抄家的紅衛兵搜出這把劍，說是兇器，把劍尖掰折了。然後，他們問我爸爸：有沒有藏武器？有沒有槍？有沒有藏國民黨旗？讓他坦白。我爸說沒有。他們就打他，說查出來怎麼辦？我爸說查出來你槍斃我。」
一天，黃萬裡還被紅衛兵剃陰陽頭。他回家，立即叫家人給他剃成光頭。事後，他還拿推子幫其他「黑幫分子」都也剃成了光頭。不久，黃萬裡全家三代被從清華新林院的教授洋房趕到地板下積著陳年髒水的北院小屋，每月只領得20元生活費。他還被勒令每天打掃水利系館內外。1969年，黃萬裡與清華大部分師生被「下放」到江西鯉魚洲「勞動改造」。這是一個因處於血吸蟲疫區而被廢棄的勞改農場，不少人後來死於血吸蟲病，也有不少人死於肝硬化。據黃夫人回憶：到了鯉魚洲後，「剛開始住在一個大倉庫裡，隔成兩層，一個大通鋪睡上百人，亂糟糟的，跟兵營一樣，吃飯是集體吃食堂。在江西，他幹最重的活。已經是五十八歲的人，每天早晨要和另外兩個人挑水，供全連用，什麼運磚哪，挖坑哪，還有種大田，這些最重的體力勞動，都要他幹。」
當時有一個說法，從國外回來的都是特務。黃萬裡也被工宣隊懷疑是「國民黨特務」，被隔離審查，白天勞動，晚上開批鬥會，由於他交代不出自己的「特務罪行」，工宣隊對他展開車輪戰，時間久了，他身體和精神都頂不住了。最後，被鬥得神志恍惚的他，連自己也搞不清是不是特務了，居然給大女兒黃且圓寫了封信，叫她幫助回憶。1970年6月的一天，酷暑難耐，身心俱疲的黃萬裡，在從農田回來的路上昏倒了。1970年，黃萬裡59歲，在精神和體力的雙重壓力下，終於不支，6月的一天，在從農田回來的路上昏倒了。倒地後，他頭腦昏昏沉沉，渾身燥熱難忍。這時他顧不上血吸蟲，爬進農田旁的水溝裡，泡在水中。許久之後，感到好受了一點，他就在田間小道上往回爬，由於不辨方向，爬到了清華另一個連的駐地。後來四連的人發現了他，立即叫來醫生給他處置，隨後把他送回六連。
醒來後，他以為自己要死了，寫下一首《夢吟絕筆》：「一死明知素志空，九州行水失斯翁。但教莫絕廣陵散，枉費當年勞苦工。」所幸，他大難不死，又活過來了。1971年秋，江西鄱陽湖清華大學農場因血吸蟲病肆虐致人死命，整個農場停辦，撤回北京。僅待了半個月，他被發配到三門峽繼續勞動改造，在這裡度過了六年時間。他在頭戴右冠、邊挨批鬥、邊勞動改造的業餘時間完成了《論治理黃河的方略》等論文。
黃萬裡為什麼被毛「欽點」為大右派？第一，反對三門峽工程。三門峽工程是建政後的第一個大型水利樞紐工程，被稱為「黃河萬裡第一垻」。由於它是蘇聯援建的156個重點工程項目之一，從勘測到決策到設計到施工，蘇聯專家的意見居主導。黃萬裡是唯一反對上馬三門峽工程的中國專家。1957年4月，他在周恩來安排的一個70人的專家研討會上，連續七天，舌戰中蘇專家，闡明上馬三門峽工程可能出現的各種嚴重問題。但是，因為他的意見與蘇聯專家和領導人的意見相反，未被接受。古代有一個說法：「黃河清，聖人出。」1955年7月18日，中共國務院副總理鄧子恢在全國人大作報告時宣佈：「只要六年，三門峽水庫完成後，就可以看到幾千年來人民所夢想的『黃河清』這一天！」果真這樣，毛不就是當今的「聖人」嗎？黃萬裡反對上馬三門峽工程，不是跟「聖人」過不去嗎？
第二，崇尚美國的自由民主。1957年，黃萬裡在《花叢小語》中批評了北京公路建設中的腐敗問題。他寫到：「盡說美帝政治腐敗，那裡要真有這樣事，納稅人民就要起來叫喊，局長總工程師就當不成，市長下度競選就有困難！我國的人民總是最好說話的。你想！沿途到處翻漿，損失多麼大，交通已停止了好久，倒楣的總是人民！」這段話非常刺耳。明擺著，黃萬裡認為，美國有言論自由，有民主選舉，有監督制約，有問責追究。
第三，反對「歌德派」、「但丁派」。1949年髮動了一系列政治運動，包括知識分子思想改造，高等院校院系調整，反電影《武訓傳》，反胡適唯心主義思想土改，反俞平伯的《紅樓夢研究》，抗美援朝，鎮反，三反五反，反高饒反黨聯盟，反潘揚反黨集團，反胡風反革命集團，肅反等。到1957年反右前，中國已有相當多的人，包括高級知識分子，都成了黃萬裡《花叢小語》中批評的「歌德派」（歌功頌德）、「但丁派」（眼睛只盯著黨的領導人，黨的領導人說啥，就跟著說啥）。
第四，不肯在淫威下低頭。三門峽工程硬上馬後，黃萬裡預見的問題一一被驗證。三門峽水庫1960年9月建成，從第二年起潼關以上黃河、渭河大淤成災，兩岸倒塌農田80萬畝，一個縣城被迫遷走。水庫內泥沙也開始淤積。到1966年，淤積泥沙已達34億立方米，占庫容44.4%。三門峽水庫已成死庫，不得不在垻底炸開幾個大孔沖刷泥沙。在三門峽工程建設上，事實證明黃萬裡是對的，毛澤東是錯的，但毛是不會認錯的。
一天，毛跟黃萬裡的父親、時任全國人大副委員長黃炎培談話時，說：「你兒子黃萬裡的詩詞我看過了，寫得很好，我很愛看。」之後，毛身邊的人通過黃炎培給黃萬裡傳話，要他寫個檢討，認過錯，交上去。這樣，可以摘掉他的右派帽子。但是，黃萬裡沒有寫檢討，而是賦詩上書毛，說三門峽問題其實並沒有什麼高深學問，而在1957年討論三門峽工程的70人會上，除了他之外，無人敢講真話。請問：「國家養仕多年，這是為什麼？」
黃萬裡不僅不檢討，還質問毛，這還了得。
1959年夏的廬山會議上，就毛髮動的大躍進運動出現的一些問題，元帥彭德懷寫了一封講真話的信。毛看信後，雷霆大怒，發動對彭的大批判，把彭打成「反黨集團」頭目。在廬山上，毛又想起了黃萬裡。毛說，彭德懷，你和黃萬裡一樣，腦後長著反骨。直到1980年2月26日，黃萬裡總算等到右派「改正」的決定：「黃萬裡原劃右派問題屬於錯劃。經北京市委批准予以改正。恢復政治名譽，恢復高教二級教授的工資待遇。」黃萬裡的右派帽子摘掉了，他又可以重返講壇了。一切似乎都在變。但是，他講真話的個性沒有變，不願聽他的真話的做派也沒有變。
他說：「在三峽大壩開工前，我（給中央領導）寫了三封信。三峽大壩開工後，我又寫了三封信。我給上面寫了六封信，附了六篇文章，卻沒有收到一次回信。」「討論三峽問題，水利部叫各單位不要請我參加，因為我反對（上馬）三峽（工程）。」他的書籍也不能公開出版發行。他80大壽時，整理編印了詩詞集《治水吟草》，收錄了他1955年至1991年寫的一百首詩詞。這是一本沒有書號、沒有出版社、沒有定價、沒有發行單位的「四無」出版物，只印了二三百本。
他90大壽前，他的同事出錢出力趕時間編印了一本《黃萬裡文集》。這也是一本沒有書號、沒有出版社、沒有定價、沒有發行單位的「四無」出版物，只印了五百冊。
2001年8月27日，黃萬裡過完90歲生日一周後病逝。病逝前，他給妻子兒女留下的遺囑是：「治河原是國家大事，『蓄』、『攔』、『疏』、及『挖』四策中，各段仍應以堤防『攔』為主，為主。漢口段力求堤固，堤臨水面宜打鋼板樁，背水面宜以石砌，以策萬全。盼注意，注意。」
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