项目决策前期
2011年6月3日，中国科学院院士、清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室主任王光谦透露，连续的旱情让国家有关部门已经开始考虑西线调水思路。
在3日下午科学媒介中心举办的“科学看待气候与水电发展媒体座谈会”上，王光谦说：“原来以为这是50年之后的事，现在却有必要着手考虑了。”
为何要西线调水，王光谦解释说，由于经济社会的发展，长江、黄河中下游流域的用水量大增。由于受气候变化等因素的影响，地表荒漠化严重，长江、黄河上游来水也日益减少。另外，多地大量开采地下水，如今，北至哈尔滨，西到乌鲁木齐，东达上海，南到海口，几乎所有大中城市都因超采地下水而出现地下漏斗。“这种生产生活方式肯定是不可持续的，而西南等地区的丰富水资源还有一定的开发潜力。”王光谦说。
而青藏高原、云贵高原上的雅鲁藏布江、怒江和澜沧江等江水在我国境内开发利用很少，大部分都流到境外东南亚和印度等国家。
专家预计，西线调水可以从根本上改变西北的沙漠，减少沙尘和沙尘暴的发生，使西北土壤干旱变湿润，西部地区生态环境将发生显著变化。
王光谦告诉记者，一位原中央领导召集王光谦等人听取了有关西线调水的汇报，大家的一致看法是“西线调水到时间了”。
记者注意到，有关西线调水的方案目前正在多个层面开展调研和论证。除了上述两个西线调水方案外，另有专家提出了“藏水北调”等多套方案，大意都是将青藏高原大量的水资源调往中国的西部、北部地区。
据悉，王光谦等人率领的研究团队和国务院南水北调办正在组织专家开展西线调水的可行性研究。
水利部黄河水利委员会已经开展了西线调水工程前期工作的调研，并取得初步成果。
南水北调西线工程，是从长江上游流域调水入黄河上游跨流域调水、解决中国西北地区缺水的重大战略措施。西线工程规划于2001年通过审查 。
水资源利用现状分析
黄河多年平均天然河川径流量580亿立方米，流域内人均水量仅为全国的25%，耕地亩均水量仅为全国的17%，水资源贫乏；黄河泥沙含量大，多年平均输沙量16亿吨。黄河以其占全国河川径流2%的有限水源，承担本流域和下游引黄灌区占全国15%的耕地面积、12%人口及50多座大中城市的供水任务，同时还有向流域外部分地区远距离供水的任务，黄河水资源不仅要供给流域内外国民经济用水，而且还要留有一定的水量维持流域的生态环境用水和河道输沙用水。
据20世纪90年代资料统计，黄河流域河川径流供水量375亿立方米，河川径流消耗量300亿立方米，除上述已统计的地表耗水量之外，还有其他方面的因素直接或间接地消耗了河川径流量，估计为50亿～80亿立方米。因此，黄河地表水实际消耗量已达350亿～380亿立方米，占全河多年平均天然河川径流量的60%以上。国际上通常认为用水超过河川径流的40%，水环境就严重恶化，黄河的水资源利用情况已大大超过了这个限度。
近十几年来，黄河流域降雨径流量偏少，而国民经济各部门耗用黄河水量增多，导致黄河下游及支流河道断流加剧，水环境日趋恶化，河道萎缩，河槽泥沙淤积加重，这是黄河水资源供需失衡的集中表现。
黄河下游河段断流从1979年的21天，延长到1997年的226天；河道断流的长度从1978年的104千米，延伸到1997年的704千米。同时主要支流渭河、汾河、伊洛河、沁河、大汶河等都出现过断流，其中沁河、汾河20世纪90年代平均每年断流228天和55天；大汶河曾出现全年断流的情况。入海水量减少，排沙水量和滨海地区生态环境用水严重匮乏。据黄河近海河段的利津水文站实测径流量，1950～1959年年均480亿立方米，1960～1969年年均492亿立方米，1970～1979年年均311亿立方米，1980～1989年年均286亿立方米，1991～2000年年均120亿立方米。入海水量越来越少，维持河流水沙平衡和生态环境用水的缺口越来越大。
目前城市缺水日趋严重，如呼和浩特、西安、太原、咸阳、铜川等城市都存在不同程度的缺水和地下水超采现象。城市缺水已给人民生活、工农业生产造成了严重的影响，地下水超采给城市带来严重的生态环境问题。
黄河上中游河段水资源利用现状及问题分析
河口镇以上河段，1968年11月～1986年10月，来沙量1．06亿吨，河口镇下泄水量239亿立方米，宁蒙河道年均淤积沙量0．38亿吨。1986年11月～1996年10月，来水偏枯，来沙量0．91亿吨河口镇下泄水量174亿立方米，宁蒙河段年均淤积1．03亿吨。前后两个时段对比，河口镇下泄水量减少65亿立方米，宁蒙河段年均淤积沙量增加0．65亿吨，并由此产生了生态环境、防洪、防凌等一系列问题。因此，即使要维持宁蒙河段现状淤积水平，在来水偏枯的情况下，河口镇年平均下泄水量，不应小于180亿立方米；河口镇多年平均下泄水量应不小于200亿立方米。
河口镇至龙门的峡谷河段，该河段多年平均河川径流量73亿立方米，中等枯水年份53亿立方米。据1986年11月～1996年10月资料，该区间来沙量5．4亿吨，汛期沙量占84%，河水含沙量为159千克/立方米。该河段汛期河川径流多以暴雨洪水的形式，挟带大量泥沙下泄，含沙量高，利用困难；非汛期水量少，也只能维持两岸少量用水和河道生态环境基流。
龙门至潼关河段，20世纪50年代龙门实测多年平均来水量320亿立方米，来沙量11亿吨小北干流平均淤积量0．8亿吨；1986年11月～1996年10月，来水偏枯，龙门实测来水量220亿立方米来沙量5．9亿吨，水量较20世纪50年代减少近1/3，沙量减少近1/2，而年均淤积泥沙仍有0．75亿吨，造成河床淤积抬高，河势游荡摆动频繁，危及两岸村庄及人民生命财产安全。为此，按龙潼河段维持现状淤积水平，龙门站多年平均下泄水量应在250亿立方米以上；来水偏枯年份，龙门站年平均下泄水量应不小于220亿立方米。
上述表明，黄河上中游河段，为保持生态环境用水和河道输沙用水，必须维持一定的下泄水量，目前上中游河段水资源利用程度已较高，随着社会经济的发展，用水量增多，缺水量增大，解决的根本途径是从上游补充水源，否则生态环境会进一步恶化。
黄河水资源供需预测
为实现我国第三步发展战略目标，黄河流域经济必将快速发展。预计到2050年，人口由现在的1．07亿增加到1．36亿；城市化率由23．4%提高到50%，工业总产值由6015亿元增加到128748亿元，人均拥有粮食400千克，灌溉面积少量增加，并维持目前对黄河流域外的供水任务，预计国民经济需水总量有新的增长，当地水资源已不能满足新增的需水要求，在生态环境低限需水量和大力节水的条件下，通过供需平衡，生态环境用水、城镇生活、工业用水的缺口还很大，预测黄河上中游的青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西等6省、自治区，正常来水情况下2010年、2020年、2030年、2050年的缺水量分别为40亿立方米、80亿立方米、110亿立方米、160亿立方米，中等枯水情况下上述年份的缺水量分别为100亿立方米、140亿立方米、170亿立方米、220亿立方米。其中2030年正常来水情况下的缺水构成是河口镇以上缺水50亿立方米，河口镇至龙门区间缺水20亿立方米，龙门至三门峡区间缺水40亿立方米。
河西走廊水资源现状分析
黄河邻近的河西走廊黑河、石羊河等地区，气候干旱，年降水量仅100毫米左右，而年蒸发量却高达2000毫米，流域内缺水十分严重。缺水的危害主要表现为：河道断流加剧和尾闾干涸长度逐年递增，地下水位下降，天然林衰退，草场退化，土地沙漠化和沙尘暴危害加剧，生态环境的破坏已经到了相当严重的程度。
综上所述，西北地区战略地位十分重要，但是水资源短缺是制约该地区经济社会发展的重要因素。西北地区大力开展节约用水和高效利用当地水资源，是缓解水资源短缺的重要措施，但从当地严重缺水的状况和合理配置水资源考虑，根本措施还是从邻近具有丰沛水量的长江，调部分水到黄河，为干旱少雨的西北地区增辟水源，恢复绿色的生机，促进西北地区经济社会的可持续发展。
西线工程供水范围
供水目标：主要解决西北地区缺水问题，同时促进黄河的治理开发，必要时相机向黄河下游供水，缓解黄河下游断流等生态环境问题。
供水对象：主要是生态环境包括支流和水土保持用水减少入黄水量而向黄河干流补充的水量、城镇生活和工业，兼顾农业灌溉。
供水范围：随着西北地区经济建设速度的逐步加快，黄河上中游支流开发和集雨工程的发展，将进一步加大支流的用水，减少黄河干流的水量。南水北调西线工程除补充这部分水量外，还可解决干流扬黄、自流引黄、黄河冲沙和生态用水。
在龙羊峡—三门峡河段向黄河两岸地区供水和向黄河干流补水，并向流域外的黑河、石羊河等地补水。
西线工程可调水量分析
规划从通天河调水75亿～80亿立方米，从雅砻江调水45亿～50亿立方米，从雅砻江、大渡河支流调水40亿立方米，共调水160亿～170亿立方米，详见表1。
调水量约占引水坝址径流量的65%～70%，还有35%～30%的水量下泄，从当地生态环境角度考虑，规划的下泄水量和调水量都是合适的。从全河看，调水所占比例不大，通天河调水80亿立方米，占金沙江渡口站径流量的14%；雅砻江调水65亿立方米，占全河径流量的11%；大渡河调水25亿立方米，占全河径流量的5%。
区域地质条件
调水工程区位于青藏高原东南部，地质条件比较复杂。该区地层主要为三叠系，多为陡倾岩层，褶皱非常强烈，活动断裂较为发育，以北西向断裂为主，大多具有明显的分段活动特征；该区处于可可西里—金沙江地震带内，该地震带为青藏高原地震区强震带之一；区内多年冻土和季节冻土发育。但调水工程主要处于强震带内地震活动水平相对较低地区，地震强度和活动性相对较弱，地震动峰值加速度大部分为0．1克相当于地震基本烈度Ⅶ度，其次为0．15克～0．20克Ⅶ～Ⅷ度；区域构造活动性以基本稳定和稳定类型为主，而且东部较西部稳定；广泛分布的砂、板岩抗压强度一般为40～100米pa，属中等坚硬～坚硬岩类；冻土主要对明渠、渡槽、厂房等地面建筑物有一定影响，而对深埋长隧洞影响甚微。
调水方案及实施意见
经研究，初选了12个有代表性的调水线路方案，其中大渡河调水2个，雅砻江调水4个，通天河3个，雅砻江、大渡河联合调水1个，分为自流和抽水两种引水方式，各方案主要规划指标见表2～表4。
抽水方案主要优点，可缩短穿越分水岭的隧洞长度3个抽水方案输水隧洞总长204．5千米自然分段最长洞段30千米，在枢纽坝高的选定上也有较大机动；主要缺点，建设大流量、高扬程的大型泵站有难度，扬程425～428米装机427万千瓦，年用电203亿千瓦每小时，若按0．4元/千瓦每小时计，年用电费81．3亿元，运行费用高；南水北调西线工程受水区多处于西北老、少、边、穷地区，如此高的年运行费，难以承受。再者，多种类型建筑物，建设地点分散，管理维护困难，冬季输水受冰冻的影响。
自流方案的主要优点，隧洞避开了地表大量的交叉建筑物问题，比较单一，工作环节少，故障率低，管理人员少，年运行费少；长隧洞输水有利于冬季保温，可延长引水期；减少输水工程规模；深埋长隧洞避开了地表的冻害作用和岩体的物理风化作用，以及滑坡、泥石流等不良地质现象的影响；深埋隧洞与地面建筑物相比在抗地震破坏方面也有较大优势，据有关资料统计分析，地表的地震烈度随深度增加而衰减，大体上深50～100米衰减0．5度。主要缺点，输水隧洞长。
根据历次专家咨询会和审查会，众多院士和专家不赞成抽水方案。根据当前开凿隧洞技术水平和已建的长隧洞工程，权衡利弊，目前采用自流方案。如果几十年后，随着西部地区经济的发展，电力供应条件发生变化，也不排除个别调水河流采用电网供电的抽水方案。
根据方案的工程规模、可调水量、工程地质条件、技术可行性、海拔高程、施工条件及经济指标等因素，经综合比选，三条河调水较好的方案为：
大渡河：达—贾联合自流方案；
雅砻江：仁—章自流方案和阿—贾自流方案；
通天河：同—雅—章自流方案和侧—雅—贾自流方案。
中国工程师正在测试或将用于修建1000公里(引水)隧道的技术，以实现藏水入疆。有工程师表示，拟建的该隧道将使“新疆变加州。”目前，中国最长的隧道是已建成的长85公里的辽宁大伙房水库输水项目，而世界最长的是纽约长达137公里的地下供水主管道。
中国已于今年8月开始在云南省中部修建总长度将超600公里的隧道。研究人员表示，修建云南隧道将成为修建藏水入疆隧道——从雅鲁藏布江向新疆塔克拉玛干沙漠引水——所需新技术、工程方法和设备的“排演”。
“云南中部的输水工程是示范项目”，曾在中国许多重大输水隧道项目发挥关键作用的中科院武汉岩土力学研究所研究员张传庆(音)说，“这将表明我们拥有在危险地形修建超长(引水)隧道的知识、实力和工具。”他说在云贵高原上修建云南隧道，将使中国领导人对藏水入疆项目更有信心并更有可能(对相关项目)予以放行。
塔克拉玛干沙漠位于有着“亚洲水塔”之称的青藏高原的北方。该引水工程最早由清朝官员左宗棠等提出。但巨大成本、工程难题、潜在环境影响以及可能遭邻国抗议等因素，意味着它从未离开过制图板。如今中国(科研人员)正悄然采取步步为营的方法使之成为现实。四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室研究员王韦(音)表示，100多名科学家已组成多个团队就此开展全国性研究，他所在团队于今年3月向政府提交最新的藏水入疆隧道建议。
新疆的缺水状况在许多方面都类似于20世纪初的美国加州。当初美国通过中央河谷调水工程令加州变成全球最富饶的农业地区之一，“藏水入疆将使新疆像加州那样繁荣。”
