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南水北調工程共涉及中國長江、黃河、淮河和海河四大流域。長江作爲調水的源頭，其水量和環境的承受能力備受關注；黃淮海流域屬於嚴重缺水地區，但由於所處地理位置的不同，工程重點及不同時期目標也各具特色。
據科學時報報道，中國水利部所屬四大流域水利委員會負責人近日表示，南水北調爲各流域帶來了不同的發展機遇，也將爲中國水資源的合理開發利用奠定堅實的基礎。
——長江水利委員會主任蔡其華：“南北雙贏”的中線工程
中線工程無論是對北方受水區、調水沿線地區還是長江流域本身，都產生巨大益處。
中線工程近期年均調水量95億立方米，後期根據需要進一步擴大調水規模，可使受水地區的缺水問題得到有效解決，生態環境將獲顯著改善。
中線工程丹江口水庫大壩加高後，防洪庫容將由77億立方米增加到110億立方米，將有效提高漢江中下游地區的防洪能力。對保護漢江中下游的水環境同樣也起到積極的作用，預計可基本消除曾嚴重威脅武漢等城市春季供水安全的問題。
中線工程的總乾渠不僅是一條“清水長廊”，也是一條“綠色長廊”。沿線河流均與總乾渠立體交叉，可保證水質。丹江口水庫充沛的水量，可以方便地流入當地河流中，清理河道水環境，帶動綠化、生態綠色農業發展，改善當地生態環境。
中線工程總投資約920億元，這些投資的40%將轉化爲消費資金，將拉動建材業、製造業、交通運輸業以及第三產業的發展，帶動南方調水區、調水沿線地區、北方受水區經濟結構的戰略性調整。
——黃河水利委員會主任李國英：“西線”補水救黃河
南水北調西線工程是補充黃河水資源不足，解決中國西北地區乾旱缺水，促進黃河治理開發的重大戰略工程。
據預測，黃河流域在充分考慮節水的情況下，下游流域外供水按中國國務院分水指標控制，正常來水年份2010年流域缺水40億立方米，2030年缺水110億立方米，中等枯水年份缺水更多。缺水將成爲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。
西線工程分三期實施，第一期調水40億立方米，第二期調水達到90億立方米，第三期調水達到170億立方米，基本滿足黃河上中游6省、區和鄰近地區2050年前的用水需求，同時促進黃河的治理開發，促進上中游的河道治理，並相機向黃河下游供水，緩解黃河下游斷流等生態環境問題。
——淮河水利委員會主任錢敏：東線入淮重在防污
東線工程在進入淮河流域後，重點是在防污方面。
東線工程的水源是長江下游，水量豐富，水質爲2類，提供了優越的水源條件。從目前的監測指標來看，駱馬湖以南輸水乾線基本符合3類水質標準，駱馬湖以北至東平湖水質較差，指標超過4類標準，過黃河入海河流域後，水質全部爲劣5類。爲確保東線工程全線輸水水質達到中國國家地表水環境質量3類水標準，必須實行節水爲先，治污爲本，配合截污導流，污水資源化和流域綜合整治工程，形成“治理、截污、導流、回用、整治”一體化的治污工程體系。
在輸水乾線實施清水廊道工程，在用水區實施用水保障工程，在規劃區實施水質改善工程。治污工程應與調水主體工程同期實施，同期發揮效益。要確保治污工程的投資，規劃確定的水質目標與治理措施，要逐級分解，落實責任，運用行政、法律、經濟的手段確保輸水乾線水質目標的實現。
——海河水利委員會主任王志民：白洋澱將恢復生機
南水北調工程的實施，將從根本上解決海河流域的缺水問題：海河流域受水區總面積約10萬平方公里，2010年通水後，引長江水約70億立方米，城鄉供水能力將有較大提高。生態環境惡化趨勢得到遏制並有所改善。
調水沿線城市基本上不再開採地下水，淺層地下水將得到恢復；白洋澱等溼地得到維持並恢復生機；通過管理調配可望扭轉部分平原河道常年乾涸狀態。流域生態環境開始進入良性循環。
海河流域受水區16座大中城市要以長江水爲第一水源，減少或禁止開採地下水，並把過去擠佔的農業水量退還給農村。受水區農村要立足於多用城市達標污水，用好當地地表水，開發利用微鹹水。
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