作为新中国领导三峡工程研究的第一人，林一山不拘泥世界权威专家所选的南津关坝址，经充分论证比选，解决三峡工程大坝以下河段航运问题并回收水头；写出无限延长三峡水库寿命的论文《水库长期使用问题》；研究“围堰发电”、“分期开发”方案，以缩短三峡工程；还总结用“移民工程”取代“移民安置”的方针。
1972年，由周恩来总理提名，出任葛洲坝工程技术委员会主任，运用他自己总结的“河流辨证法”与“河势规划”理论，采取挖除江心小岛葛洲坝和“一体两翼”枢纽布置等措施，将一个陷入困境的工程引向了成功之路。该工程建成后获国家科技进步特等奖。 为解决北方地区缺水缺水问题，林一山很早就研究“南水北调”方案。50年代所选的丹江口水利工程是我国“五利俱全”水利工程的典范，还是向北方自流引水的理想水源枢纽。他提出的“西部南水北调工程方案”，为我国西北地区乃至新疆戈壁沙漠缺水问题找到了解决途径。
他还提出了“把黄河的水与沙当作宝贵资源”的独具一格的治黄方略，并于60年代亲自进行“放淤稻改”试验，很快取得成功并受到群众欢迎。
林一山同志组织领导确立的治江战略布局已逐步实现，并继续在实施，极大的改变了长江流域的面貌，促进了长江流域经济社会的发展。 林一山同志在治江实践中，十分重视人才的培养，组建了专业齐全、技术水平较高的勘测、水文、规划设计、科研等长办科技人员队伍，带领科技人员学习“矛盾论”、“实践论”，用正确的哲学思想指导治江实践。林一山同志以身作则、重视深入实际、数十年来跑遍了大江南北，多次深入青藏高原，亲自掌握丰富的实际资料。
林一山同志一生不计名利，以党和人民的事业为最高利益追求，几十年如一日地献身于长江的治理事业，多次放弃职务晋升的机会。 1994年离休后，进入高龄的林一山不顾年老和双目失明的困难，对解决我国西部水资源短缺的西部调水方案；三峡建成后长江中下游的河道治理；长江口的河道整治......等治江的重大战略问题，仍在不断的思考着、探索着，并提出一些新思想、新设想。
进入高龄的林一山仍关心三峡的工程建设。他时常回忆当年与毛泽东主席的交往：毛泽东曾要林一山找一个人来替自己当主席，而自己要帮助林一山修三峡大坝。每当忆及此事，林一山就会低声吟咏起毛泽东的诗词：“更立西江石壁，截断巫山云雨，高峡出平湖”。
