科普|看南水如何北调
2020年10月23日，中国南水北调集团有限公司正式揭牌，这是加强南水北调工程运行管理、完善工程体系、优化我国水资源配置格局的重大举措。
那么，我国为什么要建设这个巨大的调水工程？南水北调，又是怎么调的？南方优质的水资源是怎样引向北方的？浙江省诸暨市学勉中学地理高级教师葛永锋对此进行了解答。
1
我国不少地方都很“渴”
当我们打开水龙头，看似有用之不竭的自来水时，是不是会觉得我国的水资源非常丰富？
“恰好相反，中国水资源短缺，人均水资源量只有约世界人均水平的四分之一。”葛永锋说，在中国，若以人均水资源量计算，最为“干渴”的并非沙漠广布的西北地区，而是华北平原，尤其是京津冀地区。那里人均水资源量远远低于国际标准中人均500立方米的极度缺水红线。
并且，人口快速扩张的城镇，迅猛发展的工业，更让流经华北平原的黄河、淮河和海河，曾一度成为全国地表水质量最恶劣的地区。水量短缺、水体污染，可用的地表水所剩无几，于是人们不得不超采地下水、回用再生水，甚至挤占维系生态功能的水源，来填补庞大的用水缺口。
葛永锋列了一组数据：长江流域地区降水丰沛，水资源总量约占全国总量的三分之一，耕地比重仅占全国的四分之一左右，人均拥有水量超过全国平均水平，属于丰水区。但北方地区人口超过全国的40%，耕地面积约占全国的60%，水资源总量约占全国的20%，且季节分配极不均匀，水资源供需矛盾突出。
水资源南多北少（南北方区分是指以秦岭-淮河一线为界），制约了北方地区的经济社会发展。
特别是华北地区，位于温带季风气候区，降水较少，年降水量在400~800毫米之间，降水集中在7~8月份。河流径流量小，径流量季节变化、年际变化大，春季气温回升快，蒸发旺盛，春旱尤其突出。
“干渴”的华北大地，迫切需要新的水源。而南方地区雨季开始早，结束晚，持续时间长，年降水量在800毫米以上。因此，如果能从水量相对充沛的长江流域向华北地区调水，就能大大缓解北方水资源严重短缺的局面。这也就成了南水北调工程能够立项并实施的基础。
2
如何实现南方的水“爬”上北方
按计划，南水北调工程调水规模达448亿立方米，约为长江多年平均径流量的4.7%，或几乎是黄河多年平均径流量的80%。这样大规模的调水，如何才能实现？
葛永锋说，南水北调工程是涵盖了大坝、水库、渠道、大型渡槽、隧洞等工程的超大型项目集群。庞大的泵站、巨大的水渠，仅仅只是整个工程的冰山一角。
以已建成的东线为例，看上去确实有些“水往高处流”的意思——从江苏扬州北上跨淮河、穿黄河，最终让天津城区和山东半岛的人们喝上了长江水。
而这往北走的一路上，像京杭大运河在内的数条南北向的河道，都成了长江水北上的通道。看上去是不是特别顺？
“其实也没有，因为从调水的起点到黄河，有近40米的高度差。”葛永锋说，这就意味着长江水往北走的同时，也是往高处流。直到水流“爬”上最高点后，再往下顺流到天津、山东半岛等目的地，“所以那一路上，为了一级级调水，建了大量的站点和水泵。”
东线一路上建有34处站点、160台水泵，共计13级泵站，于是这也成了世界最大的泵站群。正是这个泵站群，让长江水从扬州江都水利枢纽开始，就被逐级提升，直至黄河南岸。
为了节省电力资源，科研人员发明了一种“灯泡贯流泵”——它拥有平直的流道，让水流不需转弯便可直接通过。这不仅减少了能耗，与传统的立式轴流泵相比，电能转化率还可从65%提高至81%。
目前，东线一期工程的年调水能力可达88亿立方米。
3
南水北调不仅“解渴”，还能促进沿线地区经济社会发展
在普通高中地理教材（三）中，就专门讲到了南水北调，并提到了“四横”“三纵”这个概念。
南水北调工程规划的东、中、西三条调水线路（三纵），把长江、黄河、淮河和海河四大流域（四横）连接了起来，实现了我国水资源的南北调配和东西互济。
东线工程通过江苏省扬州市江都水利枢纽从长江下游干流提水，沿京杭大运河逐级翻水北送，向黄淮海平原东部、胶东地区和京津冀地区提供生产生活用水。
中线工程则是从加坝扩容后的湖北丹江口水库引水，沿唐白河流域西侧过长江流域与淮河流域的分水岭后，在河南郑州以西穿过黄河，沿京广铁路西侧继续北上，基本自流到北京、天津。
西线工程是调长江水入黄河上游。根据规划，西线工程是从长江上游的通天河、雅砻江、大渡河引水入至黄河上游的青、甘、宁、蒙、陕、晋等地，以补充黄河上游水资源不足，解决我国西北干旱缺水的状况。
西线工程引水干线采用引水隧洞穿过长江与黄河的分水岭巴颜喀拉山调水入黄河，长距离隧洞输水采用自流方案。
截至目前，东、中线一期工程已分别建成通水，而西线工程还在论证之中。
那南水北调工程给北方地区带来了哪些变化呢？
南水北调工程从根本上改变了中国的供水格局，受水地区40多座大中城市的260多个县区用上了南水，实现了外调水与当地水的“双保障”，直接受益人口超过1.2亿人。受水区和沿线地区的水质也得到根本好转。
此外，东、中线一期工程的建成通水，还有效增加了华北地区可利用的水资源，并为沿线两岸的生态环境改善发挥了不可替代的作用。