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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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扬州江都水利枢纽/摄影 杨奎
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扬州江都水利枢纽连通了长江、淮河、京杭运河等水系，具有灌溉、排涝泄洪、发电、航运等多种功能。如今它已成为南水北调东线工程的起点。
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丹江口水库及大坝/供图 南水北调中线干线工程建设管理局宣传中心
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位于河南省淅川县与湖北省丹江口市交界处的丹江口水库，是南水北调中线工程的起点。丹江口水库初期工程坝顶高程为162米，设计蓄水水位为157米。经过加高后，大坝坝顶高程达到175米，设计蓄水水位达到170米。
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②中线：一渠清水向北流
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2005年9月，在湖北省汉江与丹江交汇口下游的800米处，一声爆破响彻群山之间，丹江口大坝的表层开始被拆除。不久之后，人们在其上方浇筑新的混凝土，让大坝加高14.6米，水库面积增加至1022平方千米，几乎与三峡库区的水面面积相当。
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然而，在一座已服役近40年的老坝上，重新浇筑一座新坝并非易事。倘若新老混凝土因温度变化产生不均匀的热胀冷缩，将会令坝体产生裂缝，后果不堪设想。因此，除了严格控制混凝土的浇筑温度，人们还在大坝堰体的老混凝土上切割出一道道键槽，然后植入一根根钢筋，用以加强新老混凝土间的咬合和锚固。同时，人们在大坝顶部向20个垂直伫立的闸墩中植入1164根钢筋，令闸墩更加坚固。这一工程，历时近8年才得以完成。
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经过升级改造的丹江口大坝变得更高、更厚，不仅库容量能满足调水需求，水位高程也达到了170米，比北京高100余米。这就意味着，来自丹江口水库的汩汩清水，不再需要泵站逐级提升，便能一路自流到达北京，或是经位于河北保定的西黑山分水口，转而向东，流入天津。
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更幸运的是，分隔长江和淮河流域的秦岭，在河南方城县附近的连绵群山中留出一道“缝隙”，人称“方城垭口”。此处两侧山地的高程在200米以上，但垭口处却仅有145米，中线工程的水渠可经此“缝隙”穿行而过，避免挖掘数千米的穿山隧洞。
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穿过河南平顶山的沙河渡槽/
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供图 南水北调中线干线工程建设管理局宣传中心
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