南水北调工程是如何将水引入地势较高的北方的？
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如何流过一千多公里路程
中线总干渠长1277千米，渠首水位147.38米，终点团城湖水位49.5米，输水线路如此之长，调水规模如此之大，落差却只有不到100米，可见长江水要进京，有多么的不容易。
南水北调中线的特点是，全程采用“自流”方式，即让水自动北流。为了减少沿线的水头损失和渗漏，渠道全线按不同土质，分别采用混凝土、喷浆抹面等方式进行全断面衬砌。总干渠黄河以南纵坡1/25000，黄河以北1/30000至1/15000。
为了达到渠道纵坡要求，实现南水自流向北，遇到地势高的地方就要削平，所谓逢山开路。河南境内的方城垭口是南水北送的咽喉要地，早在北宋时，宋太宗就想从方城垭口挖通渠道，引水北上，据传当年征调10万人挖了一百多里，终因土硬石坚，未能成功，千年之后这一难题终于被攻克。
遇到地势低的地方，则需要遇水架桥，渡槽就是这所谓的“桥”。渡槽，也叫过水桥，是输送渠道水流跨越河流、沟谷、洼地、道路等障碍的架空水槽。
北调水如何跨过河流和道路
为保证渠道内的水不受沿线河流水的污染，中线工程渠道主要采用渡槽等方式横跨河流。位于河南鲁山县内的沙河渡槽是当今世界上综合规模最大的渡槽，被誉为“世界第一渡槽”。它横跨沙河、大浪河、将相河三条大河，全长9.05公里，如同一条巨龙横空，是中原大地上的一道奇观。沙河渡槽也是中线工程中规模最大、技术难度最复杂的控制性工程之一，单是将重达1200吨的U型渡槽安全运输、吊装到沙河之上，就已经是一项重大工程难题。最终这一难题被工程师们克服，创造了水利工程施工史上的又一奇迹。
这里也要介绍一下另一种河渠交叉建筑物——倒虹吸。当渠道与道路或其它河渠高程相近，需要平面交叉通过时，需要一种建筑物引导水流从道路或河渠地下穿过，此建筑物就是倒虹吸。倒虹吸的上游入口高程稍高于下游出口，其工作原理是借助上下游的水位差，使水流先下降再上升通过建筑物。其原理类似于虹吸，但不用人为制造真空，因而应用广泛，中线工程总干渠穿越白河干流就是采用倒虹吸工程。
长江水是怎样穿过黄河的
中线穿黄工程位于郑州境内，是人类历史上最宏大的横跨大江大河的水利工程。来自丹江口的清泉要从黄河的滚滚浊流之下穿过，工程难度之大可想而知。
穿黄工程是南水北调总干渠穿越黄河的交叉建筑物，不仅规模大，其建筑物的布置、形式等直接与黄河河势相关。专家在确定设计方案时对过河建筑物型式（主要是渡槽、隧洞）以及穿黄线路的选择进行了大量的论证工作，最终选择了盾构隧洞方案。
黄河河床物质主要为第四系粉质壤土、粉细沙、细沙和中沙，在这样的底质下，在地下35米深处，挖掘外径8.7米、长4250米的圆形隧洞，将面临盾构始发、盾构机长距离掘进、大型深竖井施工等技术难题。事实上，在隧道施工过程中，掘进不到1000米时，盾构机就出了问题，付出巨大代价邀请德国厂家现场维修之后盾构机才继续投入使用。耗时5年之久，穿黄工程才得以贯通，长江水与黄河水得以实现有史以来首次“擦肩而过”。
什么是PCCP管道工程
PCCP管道全称预应力钢筒混凝土管，是在带钢筒的混凝土管芯上，缠绕预应力钢丝，并喷以水泥砂浆保护层而制成的。
南水北调中线京石段惠南庄——大宁段PCCP管道工程，是继利比亚“大人工河工程”之后，国际上又一次大规模采用直径达4米的PCCP的工程项目，而且如此超大口径的双排、大埋深管道工程，在国际上尚无先例。
本工程的难点在于管道口径大，如此大口径的管道从制造到安装在国内都属首次，需严格控制管道制造质量和安装精度；此外，管道体积大，运输难，其最大外径达4.852米，这样的尺寸用不着交警阻拦，路上的天桥涵洞就将管道拦下了，为此本工程就近建设制管厂并设计了专用运输道路；大口径也导致单管重量最高达77吨，吊装难度极大。虽然本工程存在众多难点，但由于PCCP管道的“5高”性能（高强度、高密封性、高耐久性、高抗渗性和高性价比），加上安装简单快捷，工程师们对它青睐依旧，使得国内PCCP管道工程技术取得新的突破。
冬季渠道结冰怎么输水
中线总干渠和天津干渠全长1432公里，沿途地域气候差别很大，安阳以北渠段存在冬季渠道结冰的问题，因此冰期输水是中线工程必须面临的工程问题。
干渠结冰以后，输水能力自然下降，进而影响输水计划的执行；另外，如果冰期总干渠运行不当，可能造成冰塞、冰坝事故，威胁渠道安全。经过有关单位的专题研究，确定冰期输水方式为：对于具备形成冰盖气温条件的渠段，控制沿线节水闸使渠道尽早形成冰盖，因为冰盖是相对稳定和安全的；对于不能形成冰盖的渠段，则通过设置拦冰索、排冰闸，分段及时清理冰块，防止形成冰坝或冰塞。
千里送水怎样保证水质安全
在解决水量的同时，如何保障输水线水质安全已成为一个备受关注的重大问题。东线、中线干渠途经农业区、城市、工业区，不仅水质可能会被进一步污染，而且输水途中地理环境的差异也将改变水体的理化性状、降低水质。
基于此，构建植被缓冲带体系和间断湿地生态系统是南水北调水质安全保障的必要措施。其体现的主要生态功能有：防止面源污染；增加水生脊椎和非脊椎动物、藻类、两栖动物、植物及鸟类的丰富度；改善水体的理化性状；改善输水沿线生态环境。
从生态环境的角度来看，南水北调工程不仅仅是一项跨流域调水工程，而且还是一项规模宏大的生态环境工程。
南水北调会影响生态环境吗
保护生态环境是实施南水北调工程的基本前提和重要目标。研究结果表明，调水对生态环境产生的不利影响主要集中在调水区，有利影响集中在干旱缺水的受水区，但是，工程对受水区和输水区生态环境的有利影响是主要的；对调水区生态环境的不利影响，可采取工程措施和非工程措施予以缓解或消除。
对于“调水对北方灌区土壤次生盐碱化的影响”、“调水能否使血吸虫病流行区北移”、“调水对长江口及其附近海域、输水干线湖泊水生生物的影响”等可能涉及的问题，专家们也都作过系统的专题研究，结论分别是：黄淮海平原已经形成比较完善的排水系统，北方灌区次生盐碱化能够预防和控制；如果钉螺移至北方地区，繁殖是非常困难的，形成新的孽生地基本上是不可能的；对长江口及其附近海域水生生物不会有明显影响，对输水沿线湖泊的水生生物是有利的。
长江水进京之后怎么处理
长江水从陶岔渠首出发，15天之后到达北京。为迎接远道而来的长江水，北京市内兴建了一批配套工程，主要包括：83公里的输水干线，总调蓄库容约为4000万方的调蓄工程，供水总规模约400万吨/天的新建、扩建和改造水厂工程。其中输水干线主要包括南干渠和东干渠，调蓄工程包括大宁调蓄水库、团城湖调节池、亦庄调节池。长江水进京后将存放在这些调蓄水库和调节池内，再经过这些新建或改造的水厂处理之后，最终输送到千千万万北京市民家中。
如果北京降雨增多，水用不完怎么办？其实读者大可不必担忧。中线工程沿途供应河南、河北、天津、北京四个省市的用水需求，如果北京需水量下降，那么可以通过沿途水量调控，将多余的水量输送到其他三个省市，或者通过地表水和地下水的联合调配消化来水。
北京的地下水未来能回升吗
有了长江水进京，北京的地下水能回升吗？对于这一问题，有学者进行了相关研究。根据这位学者的研究，如果城区在南水北调工程通水前维持现状地下水开采量不再增加，南水北调工程来水后，城区年均开采量在现在基础上压减1.8亿立方米，郊县开采量压减2.2亿立方米，则在今后遇到连续平水年的条件下，到2020年，预测城区和郊县地下水位均将有所回升；但如果今后来水连续偏枯，则预测地下水位将继续下降。
当然，这位学者的分析是建立在南水进京之后采取一定的地下水保护措施的基础之上的，所以未来地下水能否回升，除了与来水量有关之外，与政府采取的措施也有很大关系。
南水北调工程还有东线和西线
南水北调研究自20世纪50年代开始，总体布局被设计为3条调水线路，即西线工程、中线工程和东线工程，分别从长江上、中、下游调水，以适应西北、华北各地发展需要。未来通过3条调水线路与长江、黄河、淮河和海河四大江河的联系，将逐步构成以“四横三纵”为主体的中国大水网，并通过这3条干线每年从长江调水448亿立方米。
东线工程是在现有的江苏省江水北调工程、京杭运河工程、淮河现有工程和其它相关工程基础上建设的，包括输水系统和蓄水工程。规划的东线工程从江苏省扬州附近的长江干流引水，基本沿京杭大运河逐级提水北送，向黄淮海平原东部和胶东地区供水。东线全长1154公里，每年将输水143亿立方米。输水口起于长江下游的苏州，全线穿越江苏、安徽、山东和河北省抵达天津市。
西线工程从长江上游引水入黄河，是解决我国西北地区和华北部分地区干旱缺水的战略性工程。据初步研究结果，从通天河、雅砻江、大渡河这3条河最大的引水量约170亿立方米，其中包括通天河80亿立方米，雅砻江、大渡河干流50亿立方米，雅砻江、大渡河支流40亿立方米，供水范围为青海、甘肃、陕西、山西、宁夏、内蒙古6省、区、市。
南水北调工程是当今世界上最大的远距离、跨流域、跨省市调水工程，它的建设凝聚了新中国上上下下几代人的心血和智慧，如同万里长城、京杭大运河一样，是中国五千年历史上的伟大工程，也必将成为人类充分利用地理、地形特点，优化配置国土资源的又一个伟大范例。
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河北供水107.8亿立方米、北京供水64.9亿立方米、天津供水62.6亿立方米、河南供水128.7亿立方米。南水北调工程，到底是如何将水引入地势较高的北方的？
有一个因为南水北调诞生的移民村庄，我记得名叫邹庄，虽然这个存在的历史只有10年时间。
如今这里住着的人，也都是从河南省南阳市淅川县九重镇油坊岗村搬过来的，他们已经搬离的故土刚好就是南水北调中线工程取水的地方。但村民们表示这些年日子过得比以前好多了，永远告别了“外面下大雨，屋里小下雨”的土坯房，村里的大学生也多了起来！
是啊！南水北调工程，并不是把长江水引入黄河、淮河和海河，让北京、天津、山东等省有更多水用这么简单。南水北调除了涉及到长江生态、大量移民、耗资巨大、影响航运等问题之外，还有技术实现上需要攻克的多重难题。那么，南水北调工程的意义是什么，它又是如何将长江水引入地势较高的北方的呢？
南水北调，到底给北方引了多少长江水？
到目前为止，南水北调的中线和东线工程的供水范围，已经让1.46亿人受益，分别为东线6735万人、中线7900万人。具体以南水北调中线工程来说：
在2021年5月13之前，全线入渠水量共计达到380亿立方米，最后提供给地方的供水量有363.9亿立方米，其中包括62.6亿立方米供水给天津、107.8亿立方米供水到河北、64.9亿立方米供水给北京和128.7亿立方米供水到河南，像河南的平顶山和河北的石家庄，也都在供水范围以内。
让大坝“长高” 自然清水自流：
的确，我国地势具有西高东低的典型特征，而水资源分布又表现出南多北少的特点，儿南水北调有些区域就像是“让水逆流而上”一般的难度。所以，真的要实现将南边的水往北方调用，那么，必然会涉及到需要攻克诸多技术难题，穿越黄河、全线自流和冰期输水，无一不是具有巨大技术难点的问题。
首先，我们可以从调水自流北上说起，在河南与湖北交界处的丹江口库区，正是南水北调的中线工程水源地，由于大坝需要同时肩负起通航、发电、防洪和让清水北上的多个重任，所以，丹江口大坝坝顶高程就必须由以前的162米，提升到如今的176.6米，正常的蓄水位也从之前的157米升高到了170米。
要知道，当时的丹江口大坝已经使用了几十年时间，所以，直接在原始大坝上加高的难度，相当于是在新建一座大坝，毕竟多年前的混泥土和新的混泥土要完全贴合就是个技术难点。
在决定要价高大坝之后，研究人员就进行了多次实验，然后借鉴了一些国外的经验，然后在2005年的时候开始动工，终于在8年后完成对丹江口大坝的改造升级工程，170米的正常蓄水位可以实现与北京形成近百米的高度落差，从而确保了南水而已自流北上。
南水北调，除了要克服高度落差，还要开凿几千米的隧洞穿过黄河，还需要在结冰的情况下让疏水进程不受到明显影响。
在南水北调经过黄河郑州段的时候，为了让往北调的水不会受到水质影响，所以，最后选择了在黄河底下开凿隧道的方案，两条4250米的穿黄隧洞是平行的位置关系，隧洞的开挖直径有9.2米，然后才做到了7米的隧洞内直径，这两条隧洞就在黄河河床下二三十米深的地方。
与此同时，在黄河以北的部分地区，每年都会有结冰期、冰封期和化冰期，在冰期正常疏水就成了当时南水北调遇到的又一难题。为了确保渠道的疏水能力，然后将渠道的运行水位进行了抬高，从而实现蓄水保温的目的，再加上后来冰情观测信息化平台的应用，南水北调工程在冰期疏水的正常进行又多了一重保障。
大家都知道，华北地区有多年地下水超采的问题，如果不及时进行治理，除了地下水资源愈加稀少以外，还有地陷的风险。
所以，近年来，华北地区也在积极采取诸多措施进行治理，儿南水北调中线工程在往北大量输水的同时，同时也向沿线的三十多条河流进行了生态补水，这个措施对华北地区地下水超采治理也起到了积极作用。
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北京，河北省，河南省，都是平原。。向京杭大运河一样。长江流域和黄河流域如果走这里没有什么落差的。。挖一条明渠就行了。。西边高大概需要建立泵站。。
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南水北调二大源头一是汉江，二是嘉陵江，均发源陕西。但因秦岭阻搁，陕西关中及陕北地区地表缺水，导致地下水开采严重，引汉济渭本就是陕西省境内水资源的平衡利用，不存在使用南方的水的问题
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南水北调工程总共设计有三条线路，分别是从上游调水的西线工程，从中游调水的中线工程，和从下游调水的东线工程（如下图所示）。西线工程目前还处于规划阶段，没有开工；东线工程计划分三期完成，第一期工程已于2013年11月15日完工并实现正式通水；中线工程计划分两期完成，第一期工程于2014年12月12日完工并实现正式通水。下面主要介绍一下中线和东线的输水方案。
中线工程：所经过的地区南高北低，主要通过自流方式输水
中线工程的起点是丹江口水库，这里位于长江最大的支流-汉江-的中上游，输水渠的起点（渠首）在河南省南阳市淅川县丹阳村，终点是北京市颐和园的团城湖，输水线路跨越了河南、河北、北京、天津4个省、直辖市，输水干渠总长超过1200公里。为了实现中线调水，丹江口水库将其大坝加高，从而将水库的正常蓄水位从157米提高至170米（均为海拔高度）。相比之下，北京地区的海拔高度在50米左右，这就在丹江口和北京之间形成了120米的高度落差。有了这个高度差，中线的送水便主要是通过开凿明渠，靠水的重力自流来完成。
东线工程：所经过的地区北高南低，主要通过逐级电力提水并结合自流的方式输水
东线工程的起点是江苏省扬州市的江都水利枢纽，利用京杭大运河以及与其平行的河道输水，待进入山东省东平湖后，分水两路，一路向北穿黄河后自流到天津，另一路向东给山东的胶东地区供水，途径江苏、山东、河北三省。由于东线所经地区，特别是从扬州到东平湖地区北高南低，因此需要用泵站来逐级提水。事实上，东线工程创造了世界上规模最大的泵站群。
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