【工程】
让汉水自流进北京
南水北调中线的特点是：全程采用“自流”方式，即让水自动北流。那么，如何让汉江水从1200多公里外流到北京？
南水北调中线总干渠长1277公里，渠首水位147.38米，终点团城湖水位49.5米。输水线路如此之长，调水规模如此之大，落差却只有不到100米，汉江水要进京，殊为不易。
为了减少沿线的水土损失和渗漏，渠道全线按不同土质，分别采用混凝土、喷浆抹面等方式进行全断面衬砌。总干渠黄河以南纵坡1/25000，黄河以北1/30000至1/15000。 为了达到渠道纵坡要求，实现南水自流向北，遇到地势高的地方就要削平，也就是说要逢山开路。
河南境内的方城垭口是南水北送的咽喉要地，早在北宋时，宋太宗就想从方城垭口挖通渠道，引水北上，据传当年征调10万人挖了一百多里，终因土硬石坚，未能成功，千年之后这一难题终于被攻克。
除了逢山开路，遇到地势低的地方，还需要遇水架桥，渡槽就是这所谓的“桥”。渡槽也叫过水桥，是输送渠道水流跨越河流、沟谷、洼地、道路等障碍的架空水槽。为保证渠道内的水不受沿线河流水的污染，中线工程渠道主要采用渡槽等方式横跨河流。
位于河南鲁山县内的沙河渡槽是当今世界上综合规模最大的渡槽，被誉为“世界第一渡槽”。沙河渡槽是中线工程中规模最大、技术难度最复杂的控制性工程之一，单是将重达1200吨的U形渡槽安全运输、吊装到沙河之上，就已经是一项重大工程难题。最终工程师们创造了水利工程施工史上的又一奇迹。
中线穿黄工程位于郑州境内，是人类历史上最宏大的横跨大江大河的水利工程。来自丹江口的清泉要从黄河的滚滚浊流之下穿过，工程难度之大可想而知。穿黄工程是南水北调总干渠穿越黄河的交叉建筑物，不仅规模大，其建筑物的布置、形式等直接与黄河河势相关。专家在确定设计方案时对过河建筑物形式(主要是渡槽、隧洞)以及穿黄线路的选择进行了大量的论证工作，最终选择了盾构隧洞方案。
【固本】
汉江中下游四大工程完工
南水北调中线工程近期年调水95亿立方米，远期调水达到年145亿立方米。然而，从汉江上游调水，汉江中下游该如何应对？少有人知的是，在1991年前后，因部分专家认为南水北调对汉江中下游影响不大，国家对调水之后汉江中下游的治理工程只准备投资1000万元。随着研究和认识的深入，加上作为水源地的湖北坚持不懈的争取，最终，汉江中下游四项治理工程成为南水北调中线工程的组成部分，其最终投资额为84亿元。
丹江口水库是中线工程的起点。汉江在丹江口大坝以上的地表水资源总量为388亿立方米，扣除每年23亿立方米左右的耗水量，中线首期调水量已超过丹江口入库水量的25%。2006年《南水北调中线工程汉江中下游区环境影响评价报告》认为：调水后将对汉江及汉江平原产生不利影响。首先，调水后汉江流量减少，水位降低，水资源利用成本增加。其次是环境容量减少，水体稀释自净能力降低，控制污染的难度增加。第三是航运保证率降低，航运成本增加。第四是不适合鱼类生存的因素增加。
为此，湖北省向国务院南水北调办公室提出四项补偿措施建议，即“引江济汉”、兴隆梯度开发、部分闸站改造和局部航道整治。其中，“引江济汉”即由长江每年调水37亿立方米，其中补汉江31亿立方米，补东荆河6亿立方米。这些建议最终成为现实。
2008年12月，汉江中下游四项治理工程获批。四项工程总投资84亿元，由国家全额投资建设，目前已全部完工。
兴隆水利枢纽工程位于天门、潜江之间，主要作用是枯水期抬高兴隆库区水位，改善库区沿岸灌溉和河道航运条件并发电，总投资30多亿元。今年9月26日，兴隆水利枢纽工程宣告全部竣工。同日，引江济汉工程正式通水通航。
2010年，汉江中下游局部航道整治工程开工。如今，丹江口至兴隆段通航标准已达500吨级，兴隆至汉川段通航标准已达1000吨级。
汉江中下游部分闸站改造工程。主要是对31处闸站进行改造，以恢复其农业灌溉、城市供水能力。2011年，闸站改造工程启动。目前，经重新选址建设或新扩建泵站和进、出水渠等，185处闸站已基本完成改造。
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