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从长江下游引水，基本沿京杭运河逐级提水北送，向黄淮海平原东部供水。
东线工程自50年代初就有设想，1972年华北大旱后，水电部组织进行研究。二十多年来由南水北调规划办公室牵头，淮河水利委员会、海河水利委员会、水利部天津勘测设计院与有关省市、部门协作做了大量勘测、设计、科研工作。1976年提出《南水北调近期工程规划报告》，上报国务院，并进行初审。1983年3月国务院批准了水电部上报的《南水北调东线第一期工程可行性研究报告》。1993年9月水利部会同有关省市共同审查并通过《南水北调东线工程修订规划报告》和《南水北调东线第一期工程可行性研究修订报告》。
工程规模与调水量
长江下游水量丰富，多年平均入海水量约9600亿m3，即使在特枯年也有6000多亿m3，东线工程从长江下游抽水，水源充沛，调水量取决于引水工程规模。
规划中考虑了东线工程合理的最终规模，以2020年发展水平为目标的规划规模和在本世纪内把水调到华北的第一期工程规模。各个时期相应的调水量见下表：
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设计水平年 |
最终规模 |
总体规划 |
第一期工程 |
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远景 |
2020年 |
2000年 |
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工 程 规 模 |
抽江(m3/s) |
1400 |
1000 |
600 |
| 入上级湖(m3/s) |
800 |
550 |
260 |
| 过黄河(m3/s) |
700 |
400 |
200 |
| 到终点(m3/s) |
250 |
180 |
100 |
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调 水 量 |
抽江(亿m3) |
260 |
191.5 |
90 |
| 入上级湖(亿m3) |
167 |
109.2 |
53.5 |
| 过黄河(亿m3) |
130 |
80.1 |
31.1 |
| 到终点(亿m3) |
45 |
30.9 |
11.3 |
东线工程供水范围：涉及苏、皖、鲁、冀四省。具体为：苏北除里下河腹部及其以东和北部高地外的淮河下游平原；安徽省蚌埠以下淮河两岸、淮北市以东的新汴河两岸及天长县部分地区；山东省的南四湖周边、韩庄运河和梁济运河两侧、胶东地区部分城市及鲁北非引黄灌区；河北省黑龙港运东地区。
工程布置
南水北调东线工程是在现有的江苏省江水北调工程、京杭运河航道工程治淮工程的基础上，结合治淮计划兴建一些有关工程规划布置的。东线主体工程由输水工程、蓄水工程、供电工程三部分组成。 (一)输水工程
包括输水河道工程、泵站枢纽工程、穿黄河工程。
１.输水河道
引水口有淮河入长江水道口三江营和京杭运河入长江口六圩两处。输水河道工程从长江到终点输水主干线全长1150km，其中黄河以南651km，穿黄河段9km，黄河以北490km。分干线总长740km，其中黄河以南665km。输水河道90％利用现有河道。
京杭运河为输水主干线，部分输水河段增设分干线。
２.泵站枢纽
东线的地形以黄河为脊背向南北倾斜，引水口比黄河处地面低40余米。从长江调水到黄河南岸需设13个梯级抽水泵站，总扬程65m，穿过黄河可自流到终点。
黄河以南除南四湖内上、下级湖之间设一个梯级，其余各河段上设三个梯级。黄河以南输水干线上设泵站30处；主干线上13处，分干线上17处，设计抽水能力累计共10200m3/s，装机容量101.77万kW，其中可利用现有泵站7处，设计抽水能力1100m3/s，装机容量11.05万kW。一期工程仍设13个梯级，泵站23处，装机容量45.37kW。
黄河以北各蓄水洼淀进出口设5处抽水泵站，设计抽水能力共326m3/s，装机容量1.46万kW。
南水北调东线工程泵站的特点是扬程低(多在2～6m)、流量大(单机流量一般为15～40m3/s)、运行时间长(黄河以南泵站约5000小时/年)，部分泵站兼有排涝任务，要求泵站运转灵活、效率高。
３.穿黄河工程
选定在山东东平县与东阿县之间黄河底下打隧洞方案。通过多年地质勘探和穿黄勘探试验洞开挖，查明了河底基岩构造和岩溶发育情况，并成功解决了河底隧洞堵漏开挖的施工难题。
穿黄工程从东平湖出湖闸至位临运河进口全长8.67km，其中穿黄河工程的倒虹隧洞段长634m，平洞段在黄河河底下70m深处，为两条洞径9.3m的隧洞。第一期工程先开挖一条。
(二)蓄水工程
东线工程沿线黄河以南有洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖等湖泊，略加整修加固，总计调节库容达75.7亿m3，不需新增蓄水工程。黄河以北现有天津市北大港水库可继续使用，天津市团泊洼和河北省的千顷洼需扩建，并新建河北省大浪淀、浪洼，黄河以北五处平原水库总调节库容14.9亿m3。
(三)供电工程
黄河以南有泵站30处，新增装机容量88.77kW，多年平均用电量38.2亿kW.h，最大年用电量57.5亿kW.h。第一期工程有泵站23处，新增装机34.32万kW，年平均用电量19亿kW.h。
(四)主要工程量和投资
总体规划 一期工程
土(石)方工程 (亿m3) 7.76 3.04
其中黄河以南 (亿m3) 5.33 1.76
混凝土 (亿m3) 529 143
新增泵站装机 (万kW) 92.18 34.41
新建输电线路 (kW) 1326 1282
永久和临时占地 (万亩) 33.91 30.21
房屋拆迁 (万间) 7.6 7.6
按1993年价格估算，东线工程投资约200亿元。第一期工程约94亿元。
工程效益
东线工程可为苏、皖、鲁、冀四省净增供水量143.3亿m3，其中生活、工业及航运用水66.56亿m3。农业76.76亿m3。
东线工程实施后可基本解决河北省黑龙港运东地区、山东鲁北、鲁西南和胶东部分城市的水资源紧缺问题，并具备向北京供水的条件。促进环渤海地带和黄淮海平原东部经济发展，改善因缺水而恶化的环境。
为京杭运河济宁至徐州段的全年通航保证了水源。使鲁西和苏北两个商品粮基地得到巩固和发展。
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