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刚刚获得国家批准的《南水北调工程总体规划》再次对工程总体布局进行了深入研究和论证，推荐了东、中、西三条输水线路。
通过三条输水线路与长江、黄河、淮河、海河四大河流的互联互通，逐步形成以“四横三纵”为主体的总体布局，有利于实现我国水资源的南北合理配置和东西互助的格局，具有重大的战略意义。为了从根本上缓解黄淮海流域、胶东地区和部分西北内陆河地区的缺水问题，需要建设三条输水线路。
东线工程将利用江苏省现有的南水北调工程，逐步扩大调水规模，延长输水线路。东线工程从长江下游的扬州江都汲取长江水，利用京杭大运河及其平行河流逐步向北输水，连接洪泽湖、罗马湖、南四湖和东平湖，起到调蓄作用。离开东平湖后，水将通过两种方式输送:往南走，通过君主山附近的隧道穿过黄河；另一方面，经胶东供水干线向东、向南流向烟台、威海。该计划将分三个阶段实施。
中线工程将在大坝扩建后从丹江口水库的桃岔渠首取水，开挖运河沿规划路线输水，沿唐白河西侧通过方城垭口(长江与淮河的分水岭)，经郑州以西的古柏嘴黄河，经黄淮海平原西缘，沿京广铁路西侧继续向北，基本流向北京和天津。该计划将分两个阶段实施。
西线工程将在包括通天河及其支流雅砻江和大渡河在内的长江上游修建大坝，并修建一条穿过巴彦淖尔(长江和黄河的分水岭)的输水隧道，将长江的水引向黄河上游。西线工程供水目标主要是解决黄河上中游和渭河关中平原青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西六省(区)的缺水问题。结合黄河干流上的重点水利工程建设，也可向毗邻黄河流域的甘肃河西走廊地区供水，必要时也可向黄河下游供水。该计划将分三个阶段实施。
到2050年，东、中、西线调水计划总规模为448亿立方米，其中东线调水148亿立方米，中线调水130亿立方米，西线调水170亿立方米。整个项目将根据实际情况分阶段实施。
