1.1.1 工程總概況
中國地域遼闊，但水資源貧乏且分布極不均衡。大陸季風性氣候使得中國水資源在季節上分布呈現極不均勻的狀況，年際分布上連年幹旱或連年洪澇也時有發生；而受中國地勢西高東低的影響，加之水汽輸送主要靠位於大陸東南部的太平洋向西部內陸輸送水汽，使得中國水資源的分布南多北少。相對的，人們賴以生存的耕地分布卻是南少北多。水、土資源配合欠佳的狀況，加劇了中國北方地區的缺水程度。
華北地區是我國政治、經濟、文化的中心，是重要的工、農業生產基地，但該地區水資源十分短缺，尤其是海河流域，其缺水狀況最為嚴重，屬於嚴重缺水地區。該地區面臨著水源枯竭、水質惡化，大部分河道已成為季節性或常年無水的河道，地下水嚴重超采，城鄉供水全面緊張的狀況。近年來，隨著人口的增加和經濟的發展，水資源供需矛盾更加突出，北方地區面臨的水危機日益嚴峻。改善北方水資源供需矛盾和生態環境狀況，加大水資源供應量，已迫在眉睫。而改變地域上、時間上水資源分布不均勻的狀況，只有興修水利工程來進行調節。因此，把水資源豐富的南方水調到北方來，即修建南水北調工程。
早在20世紀50年代，毛澤東主席就提出：“南方水多，北方水少，如有可能，借點水來也是可以的。”從此，拉開了南水北調工程的大幕。50多年來，水利工作者圍繞南水北調做了大量工作，進行了多個方案的比較，最後形成了南水北調的東線、中線和西線3個主要的調水線路。
南水北調工程，縱貫中華大地，跨越四大江河，是解決我國北方地區水資源嚴重短缺、實現我國水資源優化配置的重大戰略性基礎設施。這項巨大工程的實施，對緩解我國北方水資源嚴重短缺的局面，優化配置水資源，推動經濟結構調整，提高人民生活水平，改善生態環境，增強綜合國力，均具有十分重大的意義。
從水資源豐富的長江流域向北方調水，是壹項規模宏大、技術復雜、影響面廣和投資巨大的工程。經過詳細勘察、勘探和多方科學論證，做出了從長江上遊、中遊和下遊3個地方分別向北方調水的實施方案，即按南水北調工程的總體布局，規劃分別從長江上遊、中遊、下遊引水，以適應西北、華北各地的發展需要，即南水北調西線工程、南水北調中線工程和南水北調東線工程。受地理位置、調出區水資源量、受水區用水量等條件限制，每條調水線路各有其合理的供水範圍，相互不能替代。規劃的東線、中線和西線到2050年調水總規模為448×108m3，總投資規模約為5000億元，並分期實施。分期實施後可基本緩解黃淮海流域水資源嚴重短缺的狀況，並逐步遏制該地區因嚴重缺水而引發的生態環境日益惡化的局面。南水北調工程通過跨流域的水資源合理配置來解決我國水資源分布與社會生產力布局不相適應的矛盾，對於改變我國北方地區嚴重缺水的狀況，提高沿線地區的供水能力，以及保障地區經濟、社會、人口和資源的協調發展和改善生態環境等方面都將發揮巨大效益。下面分別介紹南水北調東線工程、西線工程及中線工程。
1.1.2 東線工程
南水北調東線工程是利用江蘇省已有的江水北調工程，逐步擴大調水規模並延長輸水線路。東線工程從長江下遊揚州江都抽引長江水，利用京杭大運河及與其平行的河道逐級提水北送，並連接起調蓄作用的洪澤湖、駱馬湖、南四湖、東平湖。出東平湖後分兩路輸水：壹路向北，在穿黃河後自流到天津；另壹路向東，通過膠東地區輸水幹線經濟南輸水到煙臺、威海。主要供水目標是解決調水線路沿線和膠東地區的城市及工業用水，改善淮北地區的農業供水條件，並在北方需要時，提供生態和農業用水。
東線工程供水範圍是黃淮海平原東部和膠東地區，分為黃河以南、膠東地區和黃河以北3片。供水區內分布有淮河、海河、黃河流域的25座城市，包括天津、濟南、青島為主的特大型城市和滄州、衡水、聊城、德州、濱州、煙臺、威海、淄博、濰坊、東營、棗莊、濟寧、徐州、菏澤、泰安、揚州、淮安、宿遷、連雲港、蚌埠、淮北、宿州等大中型城市。
東線工程供水區地處黃、淮、海諸河下遊，跨北亞熱帶和南暖溫帶，多年平均降雨量從南向北為1000～500mm，由南向北逐步遞減。受季風氣候影響，降水量年內、年際不均，豐枯懸殊，連續豐水年與枯水年交替出現。東線供水區人口密集，城市集中，交通便利，地勢較平坦，礦產資源豐富，是我國重要的能源化工生產基地和糧食等農產品主要產區。據1998年統計，區內人口1.18億，城鎮化率23.6%，耕地880×104 hm2，工、農業總產值1.75萬億元，糧食產量為15576×104t。區內經濟增長潛力巨大，但水資源供需矛盾日益突出，缺水制約了經濟社會的發展並對生態環境產生嚴重影響。東線供水區面臨著地表水過度開發、地下水嚴重超采、水體汙染、環境惡化的嚴峻形勢。在積極采取節水措施和相繼建設引灤入津及引黃、引江等供水工程情況下，對局部地區水資源不足雖起到緩解作用，但難以從根本上扭轉缺水的局面。因此，在進壹步節約用水、合理利用現有水資源的基礎上，建設東線工程已十分必要和緊迫。
根據供水目標和預測的當地來水、需調水量，考慮各省（市）意見和東線治汙進展，規劃東線工程先通後暢、逐步擴大規模，分3期實施。第壹期工程：主要向江蘇和山東兩省供水。抽江規模500m3/s，多年平均抽江水量89×108m3，其中新增抽江水量39×108m3；過黃河50 m3/s，向膠東地區供水50 m3/s。第二期工程：供水範圍擴大至河北、天津。工程規模擴大到抽江600 m3/s，過黃河100 m3/s，到天津50 m3/s，向膠東地區供水50 m3/s。第三期工程：增加北調水量，以滿足供水範圍內2030年水平國民經濟發展對水的需求。工程規模擴大到抽江800 m3/s，過黃河200 m3/s，到天津100 m3/s，向膠東地區供水90 m3/s。按照國務院確定的目標，南水北調東線工程於2002年12月27日開工建設，並計劃將於2007年通水，主要向江蘇北部和山東兩省供水。2013年12月11日，南水北調東線壹期工程正式通水。
南水北調東線工程的難點是：沿線水質的汙染較重；難以解決北京缺水；黃河以南需用泵站揚水，運行費用較高；因與江蘇省江水北調工程***用輸水河道、泵站和湖泊，遇淮河流域幹旱或江蘇省用水高峰期，向北供水的水量和過程難以保證；運行管理復雜。
東線工程治汙規劃劃分為輸水幹線規劃區、山東天津用水保證規劃區和河南安徽水質改善規劃區。主要治汙措施為城市汙水處理廠建設、截汙導流、工業結構調整、工業綜合治理、流域綜合整治工程5類項目。根據水質和水汙染治理的現狀，黃河以南以治為主，重點解決工業結構性汙染和生活廢水的處理，結合主體工程和現有河道的水利工程，有條件的地方實施截汙導流和汙水資源化，有效削減入河排汙量，控制石油類和農業面源汙染；黃河以北以截汙導流為主，實施清汙分流，形成清水廊道，結合治理，改善區域環境質量，實現汙水資源化。為體現先治汙後通水的原則，按照工程實施進度要求，將汙染治理劃分為2007年和2010年兩個時間段。2007年前以山東、江蘇治汙項目及截汙導流項目為主，同時實施河北省工業治理項目；2008～2010年以河北、天津汙水處理廠項目及截汙導流項目為主，同時實施河南省、安徽省治汙項目。規劃項目實施後，預測輸水水質可達到Ⅲ類或優於Ⅲ類水標準。治汙工程總投資240億元，由東線工程分攤截汙導流工程投資24.90億元，其中第壹期工程17.25億元，第二期工程7.65億元。
東線工程的環境影響是利大於弊，不利影響也可采取措施加以改善。工程實施後，有利於改善北方地區水資源供需條件，促進經濟社會的可持續發展；有利於改善供水區生態環境，提高人民生活質量；有利於補充沿線地下水，對地面沈降等起到緩解作用；有利於城鎮飲水安全，改善高氟區居民飲水質量；有利於改善供水區投資環境，具有顯著的社會效益。對可能產生的不利環境影響，進行了多年監測試驗和分析研究，得出以下結論：①東線工程調水量占長江徑流量的比重很小，調水對引水口以下長江水位、河道淤積和河口攔門沙的位置等影響甚微。第壹期工程僅比現狀增加引江100m3/s，不會因此加重長江口鹽水上侵的危害，遇長江枯水年的枯水季節，可采取避讓措施，不加重長江口的鹽水上侵。②黃淮海平原已經形成比較完善的排水系統，並積累了豐富的防治土壤鹽堿化的經驗。北方灌區土壤次生鹽堿化能夠預防和控制。③根據實驗和調水實踐，調水不會把南方的血吸蟲擴散到北方。④調水對輸水沿線湖泊的水生生物是有利的，對長江口及其附近海域水生生物不會有明顯影響。
東線工程由輸水河道、泵站、蓄水湖泊、穿黃工程以及治汙工程、水土保持工程、供電、調度運行管理設施等壹系列單項工程組成，在單項工程基礎上，組成不同規模的調水方案。南水北調東線第壹、二、三期主體工程***計投資420億元。
1.1.3 西線工程
南水北調西線工程，是從長江上遊幹支流引水入黃河上遊的跨流域調水的重大工程，是補充黃河水資源不足，解決我國西北地區幹旱缺水，促進黃河治理開發的重大戰略工程。西線調水，即在長江上遊通天河、長江支流雅礱江和大渡河上遊築壩建庫，壩址海拔高程2900～4000m，采用引水隧洞穿過長江與黃河的分水嶺巴顏喀拉山調水入黃河。
嚴重缺水造成黃河下遊頻繁斷流，供需矛盾加劇，生態環境惡化，水質汙染加重，對河口地區的濕地和生物多樣性構成嚴重威脅，同時使黃河主河槽淤積增加，平灘過流能力減少，防洪負擔加重。缺水將成為黃河流域和相關地區經濟社會可持續發展的制約因素，實施南水北調西線工程是解決缺水的根本途徑。南水北調西線、東線、中線調水工程，與長江、黃河、淮河和海河形成東西互濟、南北調配的水資源網絡，***同解決我國北方地區的缺水問題。南水北調西線工程不僅十分必要，而且非常緊迫。專家預計，西線調水可以從根本上改變西北的沙漠，減少沙塵和沙塵暴的發生，使西北土壤以幹旱變濕潤，西部地區生態環境將發生顯著變化。
西線工程的供水目標主要是解決涉及青、甘、寧、內蒙古、陜、晉等6省（自治區）黃河上中遊地區和渭河關中平原的缺水問題。結合興建黃河幹流上的大柳樹水利樞紐等工程，還可以向鄰近黃河流域的甘肅河西走廊地區供水，必要時也可向黃河下遊補水。供水對象主要是生態環境用水，包括支流和水土保持用水減少入黃水量而向黃河幹流補充的水量、城鎮生活和工業，兼顧農業灌溉。
規劃西線工程分3期實施。根據《南水北調工程總體規劃》，壹期工程從雅礱江、大渡河上遊6條支流調水40×108m3（從大渡河4條支流阿柯河、瑪珂河、杜珂河、色曲河***調水25×108m3，從雅礱江2條支流泥曲河和達曲河***調水15×108m3）；二期工程從雅礱江幹流調水50×108m3；三期工程從通天河調水80×108m3。按照西線壹期工程原計劃，項目規劃通過時間為2001年7月；項目建議書為2001年7月～2004年；可行性研究為2005～2006年；初步設計為2007～2009年；招標文件編制為2010年。目前，由於其他方面的原因，國家對西線工程做出了調整和延遲。
1.1.4 中線工程
南水北調中線工程是從丹江口水庫引水經黃河，沿京廣鐵路西側北上，自流到北京、天津。由於引水口的位置在東線、西線的中部而得名。本書僅涉及南水北調中線壹期工程。