众所周知，水往低处流，那我国南方地势比较低，而北方地势比较高，南水北调是如何将南方的水调到北方的呢？接下来小编为大家盘点一些南水北调中的几个奇特的工程原理。
南水北调线路图
详细起止点图
南水北调共分为东线、中线、西线三条调水工程，西线工程从长江上游调水至黄河上游，中线从长江支流汉江调水至河南、河北、北京、天津，东线从长江下游调水至天津、胶东半岛。
南水北调西线工程目前还未开工，主要原因是工程太大、投资量大，需要耗资2000多亿，而最新评估要耗资4800多亿，相当于中线工程和东线工程的总和；另外，调水量不足，规划的西线调水基本都在几条西南大河的源头取水，但实际难以调取这么多。
中线工程、东线工程（一期）已经完工并向北方地区调水。不知道有多少读者小伙伴已经饮用到了甜爽可口的长江水了。
但我们应该饮水思源，不应该忘记千万建设者们付出的辛苦劳动和技术攻关的努力。那么建设者们在南水北调中遇到的那些难题是如何解决的呢？
一、逆流而上
东线工程引水起点水位与引水干线最高点东平湖水位高差约50m，要实现水从低点向高点流动，建设者们设置13个梯级75座抽水提升泵站，总抽水扬程为65m。平均每个梯级高度3.8m，从上一级向下一级采用提水泵站往上游输水，以实现引水的“逆流而上”。通过多级提升，引水达到最高点后东平湖后，利用水自重流动一路向北。
东线工程输水干线纵断面图
二、交叉点输水
由于线路跨度较大，在引水渠修建过程中，会遇到一些道路、河流等，与引水渠交叉位置给引水工程的建设带来一定的困难，在解决这些问题时，建设者门采用了倒虹吸的原理，将水从地下穿越绕过障碍物。
南水北调倒虹吸原理图
倒虹吸的原理就是进水管的高度比出水管的高度要高出一部分，形成水头差，这样水管内充水后水在水头差的作用下自然会从进水口不间断的向出水口流动。采用这个原理，减少了大量的工程量，给施工带来了很大的方便，节省了建设成本，并且在进水口位置设置沉砂池还便于清除泥沙。在这里，我们是不是应该感叹一下建设者门的奇思妙想呢？
三、穿黄引水
黄河水泥沙含量高，随着时间的推移，泥沙沉淀后会抬升河床形成地上河。建设者门在引水穿黄的过程中采用了在河床以下70m深度进行隧洞开挖横跨黄河，穿越多相复杂软土地层游荡性黄河高压输水盾构隧洞的设计与施工技术难度相当高。前期经过多年的地质勘察和穿黄试验洞开挖，查明了河床以下70m深度的基岩特性情况和岩溶发育情况，并成功解决了隧洞堵漏开挖的施工难题，穿黄工程从东平湖出湖闸至位临运河入口全长8.67km，其中穿黄河的倒虹吸隧洞长634m，2条直径9.3的平洞段隧洞在黄河河床以下70m深度。由于施工难度大，工程量大，整个穿黄工程从前期项目的筹划落地到后期的贯通完工，历时37年，俗称，37年“挖”一洞。
四、防渗处理
南水北调跨度较大，在部分地段可能会有含水量低、渗透系数较大的岩土层分布，引水会通过这些岩土层渗透损失，不能保证供水水量，同时也可能存在上述含水量高的岩土层内水向引水渠内排泄的可能，不能保证水质，需要进行防渗处理。采用了渗透性小、或不透水材料隔绝内外，主要材料为混凝凝土衬砌、复合土工膜等。
五、膨胀土岸坡稳定
膨胀土是种高塑性黏土，一般强度较高，具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水强度衰减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定。在南水北调线路上分布广泛。因为膨胀土的特殊性质，在遇水后强度急剧降低，如遇在雨水影响深度范围内出现浅层的破坏，如遇地下水或深层荷载发生变化则会出现深层破坏。对岸坡的稳定十分不利。
因此，对于膨胀土浅层破坏，主要治理思路是隔绝大气影响和减小雨水冲刷；而对于深层结构面滑动破坏，主要思路是减小坡内地下水对土体的破坏并对土体进行加固。
建设者们研究提出了“护-截-排-固”的膨胀土渠坡立体综合治理新技术：坡面采用水泥改性土等措施进行表面“保护”，减少大气环境影响；坡顶设置截流沟“阻截”降雨或外来水系，减小汇流冲刷渠道坡面；坡内设置盲沟和逆止阀进行“排水”，控制土体含水率变化；设置组合抗滑桩对坡体进行“加固”。综合治理技术攻克了膨胀土边坡浅表层蠕动变形和深层结构面控制型滑坡稳定难题，并建立了相应的控制技术标准体系。
“护-截-排-固”综合处理技术示意图
目前南水北调中线膨胀土渠道运行良好，已成功经受住2016年、2021年两次特大暴雨的考验。
南水北调是我国的一项重大水利工程，对于解决南方水资源丰富而北方水资源较为贫乏的局面具有重要意义。通过南水北调，我们改善了北方地区的生态环境，促进经济发展，提高人民生活质量。南水北调的实施需要政府和辛苦努力付出的建设者们及广大的社会各界人士共同努力，也需要每个人的参与和支持。作为一个普通公民，我们应该从我做起，珍惜水资源，关注并支持国家的水利工程建设，为解决水资源问题贡献自己的一份力量。
