南水北调总体规划推荐东线、中线和西线三条调水线路。通过三条调水线路与长江、黄河、淮河和海河四大江河的联系，构成以“四横三纵”为主体的总体布局，以利于实现我国水资源南北调配、东西互济的合理配置格局。 东线工程：利用江苏省已有的江水北调工程，逐步扩大调水规模并延长输水线路。东线工程从长江下游扬州抽引长江水，利用京杭大运河及与其平行的河道逐级提水北送，并连接起调蓄作用的洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖。出东平湖后分两路输水：一路向北，在位山附近经隧洞穿过黄河；另一路向东，通过胶东地区输水干线经济南输水到烟台、威海。
中线工程：从加坝扩容后的丹江口水库陶岔渠首闸引水，沿唐白河流域西侧过长江流域与淮河流域的分水岭方城垭口后，经黄淮海平原西部边缘，在郑州以西孤柏嘴处穿过黄河，继续沿京广铁路西侧北上，可基本自流到北京、天津。
西线工程：在长江上游通天河、支流雅砻江和大渡河上游筑坝建库，开凿穿过长江与黄河的分水岭巴颜喀拉山的输水隧洞，调长江水入黄河上游。西线工程的供水目标主要是解决涉及青、甘、宁、内蒙古、陕、晋等6省（自治区）黄河上中游地区和渭河关中平原的缺水问题。结合兴建黄河干流上的骨干水利枢纽工程，还可以向邻近黄河流域的甘肃河西走廊地区供水，必要时也可相机向黄河下游补水。
规划的东线、中线和西线到2050年调水总规模为448亿立方米，其中东线148亿立方米，中线130亿立方米，西线170亿立方米。整个工程将根据实际情况分期实施。
关于南水北调工程对长江口生态环境的影响，长江口盐水入侵问题是因潮汐活动所致的、长期存在的自然现象，也受到人类活动的影响，与长江入海水量关系较大，多发生于12月至翌年4月长江的枯水期。包括上海市在内的长江三角洲，是中国重要的经济发达地区，长江又是上海市和沿江两岸主要的供水水源。因此，要高度重视长江口的盐水入侵问题。从三条调水线路的情况分析，西线、中线工程由于三峡工程、洞庭湖、鄱阳湖等一系列水库和湖泊的调节作用，对长江口基本没有影响，会产生一定影响的主要是相对距长江口较近的南水北调东线工程。由于东线第一期工程调水规模仅增加抽引长江水100 m3/s，年调水量仅占长江最枯月流量的1.3% 和长江多年平均入海水量的0.4%，对长江口盐水入侵基本无影响。当2030年抽江规模达到800 m3/s时，调水量占长江多年平均入海水量的1.6%，影响也不大。规划提出当长江大通水文站流量小于10,000m3/s时，采取“避让”措施，减少抽江水量。由于东线工程沿线有湖泊调蓄，不会对城市供水产生影响。采取“避让”措施后，可基本消除调水对长江口盐水入侵的可能影响。另外，长江三峡工程已投入运行，可使1～4月大通站流量增加1,000～2,000m3/s，在较大程度上缓解枯水期沿江抽水对长江口的影响。长江入海水量是影响长江口盐水入侵的重要因素之一。目前大通站以下长江沿岸有数百个引水口和抽水站，引水流量超过3,000 m3/s，需要加强水资源的统一管理。今后要通过对各取水口引水量的有效控制和三峡下泄量的合理调度，减轻或避免沿江取水对长江口盐水入侵的影响。
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