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在北京，供给城市生活用水的密云水库，仅在1999年到2003年的4年，库存水量就减少了3/4，全市超过70%的用水只能靠抽取地下水维持，这导致北京平原地区的地下水位以每年1米的速度持续下降。在济南，地下水的严重超采，令大量涌泉景观彻底消失，昔日的“泉城”岌岌可危。而在开采力度更大的河北省部分地区，预计不到20年后，便会面临无地下水可采的局面。
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尽管从2003年起，北京通过各项节水措施，使万元GDP用水量下降近七成，22%的用水被再生水替代，但地表水稀缺的现实和用水量增长的趋势依然难以改变，地下水位仍然在逐年下降。
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中国的南北大地本应拥有相同的发展机会，但水资源的极度短缺却成了限制华北地区发展的枷锁。干渴的华北大地迫切地需要新的水源。
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而千里之外的浩荡长江，多年平均径流量约9600亿立方米，是黄淮海三河总径流量的近7倍，长江之水能否北上？人们怀抱着一线希望。然而，要建设一个跨越1000多千米的调水工程，谈何容易？
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注：
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1.中国人均水资源与世界对比，数据为2008—2017年10年平均值，（数据源自：联合国粮农组织）。
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2.中国各省（区、市）人均水资源排名，数据为2010—2019年10年平均值，（数据源自：国家统计局）。
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贰 艰难的工程
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早在1952年，南水北调的设想就已诞生。但大到线路布局、规模设置，小到渡槽结构、管道材质，不计其数的论证长达半个世纪。直到2002年，工程的总体规划才正式出炉。
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这意味着，在规划提出的数十年后，中国大地上将有东线、中线、西线三条大型水道纵贯南北，与东西流向的海河、黄河、淮河、长江形成“四横三纵”的巨型水网，最终调水规模将达448亿立方米，约为长江多年平均径流量的4.7%，却几乎是黄河多年平均径流量的80%。[2]
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尽管那时国内外已建成近400项调水工程，但南水北调工程的规模之大、涉及面积之广、覆盖人口之多，均堪称史无前例。2013年11月15日和2014年12月12日，东、中线一期工程先后通水。南来之水第一次涌入北方大地之时，便成为世界水利史上的历史性时刻。
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这滚滚清流背后，又有着什么样的故事呢？
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南水北调工程示意
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①东线：水往高处流？
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全长1785千米的东线工程[3]，从江苏扬州一路北上，上跨淮河，下穿黄河，最终将长江之水送到山东半岛和天津城区。沿途包括京杭大运河在内，有数条南北向的河道可作为江水北上的现成通道，洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖等数个南北串联的湖泊可作为天然的调蓄水库，加之江苏省的江水北调工程基础，东线工程的建设有着地利的优势，只待水到渠成。
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然而事情却没有这么简单，从调水起点到黄河南岸，地面高程升高近40米。这意味着，南水想要北上，必须实现“水往高处流”，直至水流越过最大的高程点，才可顺流而下，抵达天津，或沿引黄济青工程，奔向山东半岛。
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于是，仅东线一期工程沿线，便建有34处站点、160台水泵，共计13级泵站。这个世界最大的泵站群，从扬州江都水利枢纽开始，将长江之水逐级提升近40米，一路送至黄河南岸。
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为了降低泵站群的能耗，沿途1/3的水泵均使用我国技术人员耗时3年自行研制的灯泡贯流泵。这种装置拥有平直的流道，水流不需转弯便可直接通过。与传统的立式轴流泵相比，灯泡贯流泵的电能转化率可从65%提高至81%，大大提高了运行能效。
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经由这些泵站，东线一期工程的年调水能力可达88亿立方米，相当于每年为沿线的江苏、安徽、山东各省供给600多个西湖的水量。
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相较之下，南水北调中线工程则显得“节能”多了，其干线上仅建有一座泵站，却依然完成了1432千米的超长距离调水，这是如何实现的呢？
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