东线工程供水范围分为黄河以南、山东半岛和黄河以北三片：①黄河以南片：包括江苏省里下河地区以外的苏北地区和里运河东西两侧地区，安徽省蚌埠市、淮北市以东沿淮河、沿新沂河地区，山东省南四湖、东平湖地区。②山东半岛片：包括济南、青岛、烟台、淄博、潍坊、威海、东营、日照等。③黄河以北片：包括山东省徒骇马颊河平原。东线受水区是我国人口集中、经济比较发达的区域。受水区天津市、河北省、山东省、江苏省属于极度缺水地区，安徽省属于严重缺水。目前东线受水区现有水资源利用率很高，地下水超采严重，已经到了难以为继的地步。水资源的短缺给东线受水区的社会经济、生态环境造成了巨大的影响，东线调水迫在眉睫。
（第一节）自然地理
南水北调东线工程受水区位于黄淮海平原的东部及淮河以南的里运河东西两侧地区，在东经115°~122°、北纬32°~40°之间，南起长江，北至天津，西界大致为子牙河、滏阳河、梁山、徐州、津浦铁路，东临渤海、黄海，涉及津、冀、苏、鲁、皖五省市，总面积18.3万平方千米，是我国人口集中、经济文化比较发达的地区之一。
一、地形
受水区是黄河、海河、淮河的冲积平原，以黄河为脊，分别向南北倾斜。黄河以南的淮北平原受黄河泛滥的影响，从兰考经徐州、淮阴的废黄河高于两侧地面，形成淮河与沂沭泗两大水系的分界线，地势西北高东南低，大部分高程在10米以下，以平原为主体；黄河以北到天津，地势南高北低，地面坡度在1/10000左右，海河平原历史上受黄河多次改道的影响，岗、坡、洼相间分布，较大的蝶形洼地有白洋淀、东淀、贾口洼、文安洼、千顷洼等以及滨海地区的北大港和南大港；山东半岛西、南、东三面均为中、低山丘陵，大部分高程在400米以上；鲁中南中山、低山丘陵与胶东低山丘陵为胶莱平原，大部分高程在50米以下。
二、地质
调水线路广布第四系全新统，局部地段为新统堆积物。调水区位于华北陆台东南部，跨华北平原坳陷、鲁西南隆起、鲁苏地盾、徐淮坳陷，以及属扬子准地台的苏北坳陷等大地质构造。聊城至兰考断裂以及郯城至泸江区域大断裂穿越本区，后者在骆马湖一带穿越渠线，为本区主要地震断裂带。
三、气候
南水北调东线水资源系统范围内的水文气候特征可概括为三个方面：①大致以淮河为界，淮河以南属北亚热带湿润气候带；淮河以北属南温带亚温湿气候区，具有明显的季风气候特征。供水范围内多年平均降水量从南部的1000毫米，向北逐渐减少黄河一带为600毫米，至德州、衡水一线最低为500毫米，再向北又逐渐增加，到天津一带为600毫米。降水量变化大，且多以暴雨形式出现在6～8月份，占全年降水量的60%~80%，降水量年际变化大，丰枯悬殊。②根据1950年以来水文资料的分析，在南水北调东线水资源系统范围内，黄河以南和黄河以北同步出现旱涝的机遇较小，较多的情况是南旱北涝或南涝北旱。例如，1959年和1966年淮河流域大旱而海河流域分别为平偏丰和平水年，1965年和1972年海河流域为枯水年而淮河流域为丰水年。像1981年淮河和海河两流域同步出现枯水年的情况是很少见的。③系统内多水源互济功能强。南水北调东线水资源系统通过京杭大运河沟通长江、淮河、黄河和海河四大流域，形成一个水资源大系统，从而实现江淮黄海四大水系的水资源互调互济。
（第二节）水资源状况
南水北调东线工程跨越长江、淮河、黄河和海河四大水系，京杭大运河贯通其间。东线供水范围内各地区自然环境和社会经济发展水平不同，水资源利用状况也各不相同，将受水区大体分为三片，即黄河以南片、山东半岛片和黄河以北片。受水区包括江苏省、安徽省、山东省、河北省和天津市，其中省辖市24个（含一个直辖市）、县级市及县城108个，详见表2-1。
一、黄河以南片
（一）江水北调区
江水北调供水区位于淮河及沂沭泗下游平原，供水范围目前基本覆盖整个苏北地区，地表水相对丰富，但年际和年内丰枯变化悬殊。年径流量70%以上集中在汛期6～9月份的几次暴雨，最小月径流量仅占年径流量的1%~2%；由于地处淮、沂、沭、泗下游，过境水量虽丰富，但年际、年内变化显着，且与当地径流基本同步；受平原地形限制，兴利调蓄库容小，形成了洪水期间水势太大，无处蓄存，加重了防洪负担，抗旱期间外来水太少，无水可用的局面。
江苏省从20世纪60年代初开始兴建江水北调工程，江水北调工程多年平均抽江水量约33亿立方米，干旱年抽江水量可达到60亿立方米。但目前江都站抽水大部分用于沿里运河、沿苏北灌溉总渠及里下河腹部地区，特别是灌溉高峰季节，实际被调水量有限。根据统计资料分析，北调供水区1998年总供水量为110.8亿立方米，其中地表水101.39亿立方米，占总供水量的91.05%，地下水9.41亿立方米，占总供水量的8.50%。其中城镇生活用水4.11亿立方米，农村居民生活用水7.39亿立方米，农业灌溉及林牧渔业用水为78.08亿立方米，工业用水21.22亿立方米。
（二）南四湖及东平湖区南四湖和东平湖周边地区当地的水资源日益减少，平均年份地表水已基本利用，南四湖大多数年份不能蓄满，有些年份甚至连死水位都无法保证，1981~1983年和1986~1988年曾两次出现连续干涸。该区城市集中，工业发达，城市主要抽取地下水，污水排入南四湖，出现了一些较大范围的地下水超采漏斗，并且使得南四湖地区缺水和水污染问题都十分突出，湖区生态环境严重恶化。由于地处苏鲁交界，缺少水资源的统一管理，使有限的水资源不能合理利用，加剧了供需矛盾。遇到干旱年份不仅农业减产，而且威胁到工业和航运，农业与航运争水矛盾及苏鲁边界争水矛盾日益尖锐。
该区1998年城镇生活用水1.27亿立方米，农村居民生活用水3.34亿立方米，农业灌溉及林牧渔业用水39.95亿立方米，工业用水7.96亿立方米，用水总量52.52亿立方米。地表水利用量18.35亿立方米；地下水利用量31.97亿立方米，黄河水利用量2.2亿立方米。地表水利用率为60.3%，地下水利用率已达到116.0%，水资源综合利用率为84.0%。南四湖湖西地区为平原地区，地表水多为涝水，较难利用，地下水开发潜力不大，黄河水是该区目前主要补充水源；南四湖湖东地区为山区，主要因为用当地径流、地下水和湖水，地表水和地下水利用率已较高，基本没有开发潜力，属于资源型缺水地区。
二、山东半岛片
山东半岛面积5.9万平方千米，是我国沿海经济发达地区，也是我国缺水最为严重的地区之一。长期受干旱缺水的困扰，干旱连年出现，即使是在丰水年也不断发生季节性缺水，工农业生产和居民生活用水十分紧张。例如，2000年山东半岛又出现了严重的干旱，1~8月份平均降雨量320毫米，比常年同期偏少40%，农田受旱面积233.3万公顷，城乡供水全面告急，300万农村人口、400万城市居民出现饮水困难，被迫实行限量供水，并关停一批工矿企业，经济损失严重。
山东半岛1998年城镇生活用水5.79亿立方米，农村居民生活用水5.01亿立方米，农业灌溉及林牧渔业用水67.51亿立方米，工业用水19.91亿立方米，用水总量98.22亿立方米；地表水利用量23.16亿立方米，地下水利用量51.93亿立方米，黄河水利用量21.92亿立方米，海水利用量（折淡）1.04亿立方米，其他供水量0.17亿立方米；地表水利用率为34.7%，地下水利用率为88.4%，水资源综合利用率为58.3%。
山东半岛多为源短流急的山溪性独流入海小河，地表水拦蓄利用困难，地下水是主要的供水水源。各城市供水普遍紧张，城市和工业大量挤占农业用水，地下水处于持续超开采状态，烟台、龙口、莱州等地已引起海水入侵地下水。黄河是山东半岛的重要补充水源，但黄河持续断流和泥沙淤积问题限制了引黄，急需新水源补充。总体上来说山东水资源匮乏，现状人均年用水量246立方米，低于黄河以北地区，为资源型缺水，由于特殊的地形和径流特性，当地水资源的进一步开发利用非常困难。
三、黄河以北片
黄河以北供水区地处海河流域下游。历史上上游来水较多，工农业生产多用地表水。20世纪50年代末至60年代中期，各河上游分别修建了岳城、岗南、黄壁庄、王快、西大洋等16座大型山区水库，总库容达到89.24亿立方米，山区基流得到有效控制，并用于山前平原的工农业生产，而本区入境水量随之减少，水源由地表水为主转为以地下水为主。