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▲南水北調工程示意圖
中國南北水資源分布不均衡。南方每年有富餘的水流入大海，北方地區長期乾旱缺水，尤其是華北平原，缺水已嚴重影響到工農業生產。與此同時，人們的節水意識依然較差，水資源利用率低，水污染也很嚴重。
從1952年10月30日毛澤東提出「南方水多，北方水少，如有可能，借點水來也是可以的」後，中國大陸水利部門就對此召開了多次會議探討，並組織專家進行全方面的論證。經過幾十年研究，目前南水北調的總體布局確定為：分別從長江上、中、下游調水，即西線工程、中線工程和東線工程。
南水北調工程全部建成以後，每年的調水量相當於一條黃河的水量，可以有效緩解北方地區水資源緊缺狀況，對於保障中國糧食安全，恢復和改善生態環境，促進西部大開發具有重大意義。
▊東線工程
東線工程計劃分三期實施，2002年12月27日上午正式開工建設。工程主要是利用現有的京杭運河的河道及周圍的湖泊，用閘控制。東線工程規劃從長江下游抽引長江水，沿線建設的13級泵站，逐級提水北送，經洪澤湖、駱馬湖、南四湖和東平湖，於山東境內分兩路供水。
一路越過黃河後，向黃淮海平原東部供水，自流到最終抵達天津；另一路向東供應青島、煙台。東線輸水主幹線長1150公里，其中黃河以南660公里，黃河以北490公里。從東平湖向東送水到山東半島的輸水線路長約690公里。東線於2013年12月8日正式通水。
▊中線工程
中線工程於2003年12月31日開工建設。該工程是從位於長江支流漢江上游的丹江口水庫引水，輸水總乾渠的首閘是河南省南陽市淅川縣境內的陶岔渠，沿途經過伏牛山和太行山山前平原，京廣鐵路西側，跨越長江、淮河、黃河、海河四大流域，建設專用的立交供水渠道，採用自流方式，沿途供水，最終抵達北京和天津。中線調水工程總乾渠長1246公里，其中黃河以南462公里，穿黃河段約10公里，黃河以北774公里。天津乾渠長144公里。根據《南水北調工程供用水管理條例》，南水北調中線工程年調水平均數為95億立方米，中線工程的水量調度年度為每年11月1日至次年10月31日。2014年9月29日，工程通過驗收，具備通水條件。2014年12月12日正式通水。
▲南水北調中線一期工程全線通過驗收
▊西線工程
西線工程的目標是從長江上游引水入黃河，以解決中國西北地區和華北部分地區乾旱缺水問題。該線工程地處青藏高原，海拔高，地質的構造複雜，地震烈度大，且要修建200米左右的高壩和長達100公里以上的隧洞，工程技術複雜，耗資巨大，現仍處於可行性研究的過程中。
