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黄河北岸，巨大的圆筒形竖井深入地下，其内径可达16.4米，井深50.5米，几乎可以容纳一座15层的高楼。负责掘进隧道的大型盾构机从这里出发，在深厚的砂土中前行超过4000米，才能穿越黄河天堑。
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然而规模庞大的穿黄隧洞，在建设中并非一帆风顺。盾构机的刀盘日夜不休地旋转，被粉碎的砂砾土石随泥浆排出，但由于砂土中石英含量较高，致使盾构机的刀片产生严重破损。工程人员只能依靠人力，前后进出近400次，才能在充斥着泥水的盾构机前端完成刀盘的修复和加固。最终，在大河之下穿行500多个日夜后，巨大的盾构机在河道对岸重见天日。而河床下平均30米处，有两条内径达7米的巨大隧洞出现在世人眼前。由此，南来之水得以跨越黄河天堑，继续北上。
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空中俯瞰南水北调中线“咽喉”工程——穿黄工程/摄影 焦潇翔
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穿黄工程位于河南省郑州市黄河上游约30千米处，人们在这里的黄河河床底部，开凿两条隧道，北上的长江水通过两条穿黄隧洞与黄河立体交叉，成功穿越黄河。穿黄工程过河隧洞全长3450米，是南水北调中线中难度最大的工程。
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水道“上天入地”固然艰难，但在中线工程中约1/3的渠段内，即便是平地修渠，也面临着膨胀土的考验。这是一种吸水膨胀、失水收缩的土壤，极易造成渠道塌陷。在当时，全国上下尚无类似的工程先例，这意味着连设计施工标准，都必须从零开始制定。
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同样必须从零起步的，还有在北京市境内为防止污染、减少占地面积而修建的预应力钢筒混凝土管道（PCCP）。这是一种复合结构管材，层层包裹的结构令其防渗、抗震、可靠、耐久。然而，中线工程中的PCCP管道直径达4米，单管重78吨，巨大的体积和重量带来了极大的施工难度，工程人员经过大量实验，才最终确定建设标准。
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一路过关斩将，中线工程再经过长约13千米的北京西四环暗涵工程，便可抵达终点——北京团城湖。这些南来之水将进入城市的各大水厂，或经京密引水渠反向注入曾不堪重负的密云水库。至此，中线工程全线贯通，再没有什么能够阻挡滔滔江水一路北上。
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中线工程水道穿山越岭，穿越城镇，与31条水渠、51条铁路和1238条公路相互交错。全程有27座渡槽、102座倒虹吸、17座暗渠、12座隧洞、1座泵站、476座排水建筑物、303座控制建筑物，将这条千里水脉逐一串联。
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然而，无论是东线工程庞大的泵站，还是中线工程巨大的水渠，都只是整个南水北调工程的冰山一角。水质如何保障？污染如何治理？移民如何安置？文物如何保护？造成的生态问题又该如何补偿？种种问题摆在人们眼前，让这项本已困难重重的工程愈发举步维艰。
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PCCP管道结构示意
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南水北调中线穿过岗头隧洞/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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岗头隧洞位于河北满城，这里处于太行山东麓的低山丘陵地带，南来之水必须穿山而过，才能抵达终点。
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叁 幕后的故事
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2002年，南水北调工程终于正式开工，但东线工程沿线的城市却显得忧心忡忡。毕竟在当时的工程沿线，黄河以南的36个水质断面中，仅有1个达到地表水Ⅲ类标准[5]，有的断面污染物甚至超标百余倍，完全无法作为饮用水源。这意味着，东线工程必须在10年内达到全线Ⅲ类及以上水质，才能达到通水要求，一项庞大的污染治理工程的实施刻不容缓。
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于是在这10年间，山东有超过700家造纸厂，江苏有超过800家化工企业因排放不达标纷纷被关停。水面上，山东和江苏两省约4000艘水泥船、24000艘挂桨机被淘汰或拆改。河岸边，仅江苏一省沿线就建成17座船舶垃圾收集站和43座污水（油）回收站。到2016年，江苏省内沿线共9650千米的污水收集管网，以及接近全省1/ 5的污水处理能力，时刻镇守着沿线的排放关卡。此外，还有大面积的湖泊湿地等426项治理工程，如“铠甲”一般“装备”在1000多千米长的东线工程调水线路之上。在2012年东线通水前夕，沿线主要污染物入河总量减少85%，全线36个监测水质断面终于全部达标。
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而在中线工程中，其干渠水道全程封闭，两侧还划出严格的水源保护区，基本杜绝了外界污染带来的影响，堪称一条“清水走廊”。但人们真的可以高枕无忧了吗？
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在中线水源地丹江口水库，20世纪80年代时，水质达到Ⅰ类的时间约有2/3，到了21世纪初却仅有1/3。如何维持水源地的水质，成为无法被忽略的问题。然而，丹江口水库的上游流域涉及陕西、湖北、河南三省的8市及其下辖的43个县和600多个乡镇，若要溯流清源，将是一项浩大工程。
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但人们别无选择。于是在上游流域，采矿冶炼、黄姜生产、汽车电镀等高污染工厂相继被关停。截至2014年，在上游流域，城市污水处理厂由5座增至174座，垃圾处理场由1座增至99座，1.7万平方千米的水土流失土地得到治理。中线工程通水至今，输水水质达到Ⅰ类的断面比例从30%增长至80%，历时超过8年的水源保护工程，开始逐渐显现效果。
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