南水北调东线工程，可以分为到达东平湖之前，与到达东平湖之后。

在东平湖之前，南水北调东线工程有洪泽湖、骆马湖、南四湖等可以作为调蓄水库，但是这几个湖的海拔高度，要比位于泰安境内的东平湖要低不少，需要使用泵站提水。

南水北调东线工程，从江苏省扬州附近的长江干流引水，利用京杭大运河以及与其平行的河道输水，一路北上，江水需要经过13级泵站提水，才能来到山东泰安境内的东平湖，

南水北调东线工程从长江引水，从长江至洪泽湖，由三江营抽引江水，分运东和运西两线，分别利用里运河、三阳河、苏北灌溉总渠和淮河入江水道送水。　

洪泽湖至骆马湖，采用中运河和徐洪河双线输水。新开成子新河和利用二河从洪泽湖引水送入中运河。　

骆马湖至南四湖，有三条输水线：中运河～韩庄运河、中运河～不牢河和房亭河。　

南四湖内除利用湖西输水外，须在部分湖段开挖深槽，并在二级坝建泵站抽水入上级湖。　

南四湖以北至东平湖，利用梁济运河输水至邓楼，建泵站抽水入东平湖新湖区，沿柳长河输水送至八里湾，再由泵站抽水入东平湖老湖区。

东平湖可以称得上是南水北调工程的分水岭，在长江水到达东平湖之后，情况就变了，不需要再逐级提水，因为东平湖的海拔要比北面高，可以实现自流。

东平湖的水，需要分水两路，一路向北穿黄河后自流到天津；另一路向东经新辟的胶东地区输水干线接引黄济青渠道，向胶东地区供水。

向北自流到天津的水，需要穿黄，江水流经穿黄隧洞后，接小运河至临清，立交穿过卫运河，经临吴渠在吴桥城北入南运河送水到九宣闸，再由马厂减河送水到天津北大港。

向东流到胶东的水，需要经过胶东地区输水干线工程，西段即西水东调工程；中段利用引黄济青渠段；东段为引黄济青渠道以东至威海市米山水库。

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