從荊江分洪工程到正式提出三峽工程，歷經一年時間。到了1953年2月，毛澤東乘“長江艦”從漢口到南京，專門就長江流域規劃、三峽工程和南水北調等問題同林一山談了3天。林一山談了在長江許多支流修建水庫的規劃。毛澤東問他這些支流水庫加起來能不能抵上三峽一個水庫。林一山否定了。毛澤東于是指著地圖上三峽口說：“那為什么不在這個總口子上卡起來，就先修那個三峽水庫，怎么樣？”{2}從此開始籌劃興建三峽水庫。
1954年11月26日晚上，毛澤東的專列到達漢口車站，林一山到車上匯報長江三峽水利樞紐建設問題，劉少奇、周恩來也在車上。林一山匯報三峽壩區的選址定在花崗巖地帶的美人坨，但是巖石風化厲害，而且這個河段上游的片麻巖還未勘探過。劉少奇詢問什么是片麻巖，毛澤東立刻說：片麻巖是花崗巖的變質巖，很堅硬，在片麻巖地區選壩址是沒有風化問題的。在場的人都很驚訝，毛澤東居然掌握了豐富的地質知識。
直到27日拂曉，林一山的匯報才結束，毛澤東拉住林一山繼續談，將車停在鄭州北站，又聽黃河水利委員會主任趙明甫匯報黃河的綜合治理情況，和劉少奇、周恩來以及河南、湖北的黨政領導一起探討，并向趙明甫要了黃河流域的地圖。
對于三峽問題，毛澤東非常慎重。1958年1月，他親自主持南寧工作會議，期間有幾天時間就專門研究三峽工程問題。在這個問題上，主張先修三峽工程的林一山，和主張先開發長江支流不宜先修三峽工程的李銳進行了激烈的爭論。毛澤東讓他們各寫一篇匯報材料。
林一山先匯報，他說三峽工程的報價是72億元，毛澤東對以前的匯報記得非常清楚，馬上反問怎么少了，過去不是提160億元嗎？林一山解釋說經過科研突破可以省下一些。李銳的報告只用了半個小時，非常簡單，但問題談得很清楚。毛澤東聽完報告后同意了李銳的觀點，認為三峽工程目前搞不起來。在他的主持下，中央通過了《關于三峽水利樞紐和長江流域規劃的決議》，指出：從國家長遠的經濟發展和技術條件兩方面考慮，三峽水利樞紐是需要修建而且可能修建的，但是最后下決心確定修建及何時開工，要待各個重要方面的準備工作基本完成之后，才能作出決定。現在采取積極準備進行各項有關的工作。
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