西江与粤西受水区的河、库降雨径流时空上均存在差异，通过西江取水泵站、输水线路等工程将西江和高州、鹤地等大中型水库联通，形成“一江两库三分干”的供水格局，构建覆盖粤西4市13区县超大型复杂水网体系。由于水情复杂，如何提高受水区供水保障，如何调配外调水与调蓄水库以达到水资源时空均衡目标，需要展开大范围、跨流域的江库联网联合调度研究，实现水资源高效优化配置。

云开地块揭露的蚀变风化带复杂多样，既有常规的源于泥化蚀变的风化深槽，也有较少见的与碳酸盐化蚀变密切相关的风化深槽，甚至有罕见的可被高度溶蚀的石膏化片麻岩，对长距离隧洞施工构成重大工程地质风险。蚀变风化带的成因及其分布规律是本项目勘察的重难点，需进行专门的工程地质研究，为工程设计及隧洞支护处理提供重要支撑。

云开地块沿线地质复杂多变，输水隧洞需穿越富水断裂破碎带、蚀变风化深槽区、中高地应力和岩爆地层等复杂不良地质段。为适应上述不良地质条件，TBM设备选型难度大，需研发具备智能感知、防卡、脱困和支护等多功能TBM装备和同步衬砌施工设备，建立适应软岩大变形、断层破碎带等富水断裂破碎地层复杂地质环境下TBM隧道快速支护及施工技术体系，均需开展相关科学研究提供技术支持。

工程输水线路长约500公里，隧洞最大洞径8.2米，沿线穿越工程地质和水文地质条件复杂的云开地块与滨海平原，隧洞高水压问题突出，其中高压隧洞HD值(工作水头与管道内径的乘积)达1420，为国内长距离大直径引调水工程之最，运行期如何控制隧洞受内压裂缝发展，防止内水外渗；检修期如何防止隧洞受外压导致结构失稳等，国内外类似工程建成案例极少，需开展隧洞围岩稳定与衬砌结构相关研究。

地心取水泵站单泵设计流量22立方米每秒，水泵扬程变幅比达1.3，单泵功率达48兆瓦，具有单泵流量和单泵功率大、扬程高且变幅宽等特点，为世界单泵功率最大的立式单吸单级蜗壳离心泵。国内缺乏160米扬程段相应的水泵水力模型和工程实例，需开展水泵研究，确定指标先进、技术可靠的水泵性能参数及水泵结构，确保工程安全并发挥更大的工程效益。

本工程通过5座泵站和约500公里管线将西江和沿线水库联网形成庞大供水体系，跨越4个地市，受水区域广、供水线路长、泵站运行工况复杂，沿线水工建筑物和机电设备的全面感知难度大，信息系统建设复杂。需进行专门的智慧运维研究，建立集安全监测、应急保障、运行便利等多位一体智慧运维保障体系，确保工程安全、稳定、高效运行。