規劃區內江蘇、安徽、山東、河南、河北、天津各省市中，山東、河南省廢水和汙染物排放量最大。山東省廢水排放量占全線的31.9%，COD排放量占全線的36.5%，氨氮排放量占全線的30.0%。河南省廢水、COD、氨氮排放量分別占全線的22.7%、24.0%、29.4%，因此，輸水幹線規劃區，山東省是汙染控製的重點，河南安徽規劃區，河南省是汙染控製的重點，抓住了山東和河南這兩個省的汙染治理，就抓住了南水北調東線50%以上的汙染負荷和廢水排放量。
四、治汙措施
南水北調東線調水工程方案，劃分為2008年、2013年兩個時間段，規劃2008年前應完成的項目，以山東、江蘇治汙項目為主，同時實施河北省工業治理項目；2009～2013年以黃河以北河南、河北、天津治汙項目為主，同時實施安徽治汙項目。東線一期工程的重點是南四湖，要求南四湖區域加大治汙力度，確保環湖各區域汙染物削減滿足輸水要求，一步到位。避免南四湖水質富營養化在5年內繼續發展，使輸水幹線承受水質風險。
（一）全線重點控製工業和城市汙染源，局部區域注意麵汙染源影響
東線輸水線路，以清汙分流形成清水廊道為建設目標，經強化二級處理工藝處理過的處理廠出水，一般不允許進入主幹渠。除山東南四湖、東平湖區域不能形成清水廊道外，其他區域的點、麵汙染源產生的汙染物排入主幹渠的數量均較少。因此，集中在南四湖、東平湖區域，沿100餘千米的主幹渠兩側50～100米建立麵源植物防護帶；在入湖各河口設置強化生態處理工程，依靠節製閘合理調度截留汙染物；結合這一區域的農業現代化，建設無化肥農業區和有機食品基地，控製農業麵源汙染。
（二）輸水與防洪、排澇兼顧
東線輸水線路，跨越長江、黃河、淮河、海河四大流域下遊，要實現輸水與防洪、排澇兼顧，保證原已形成的防洪、排澇係統不受影響。排汙規劃規定的新建截汙導流設施均在建設項目立項審批階段，由主體工程設計部門進行防洪排澇可行性審查後，作為配套項目納入主體工程。
（三）治、截結合，實現汙水資源化
以治為主，配套截汙導流工程，將汙水處理廠出水分別導向回用處理設施、農業灌溉設施和擇段排放設施，依靠各類汙水資源化設施和流域綜合整治工程，提高汙水的資源化水平，使東線治汙工程項目形成“治、截、導、用、整”一體化的治汙工程體係。
（四）實施清水廊道、用水保障、水質改善三大工程
清水廊道工程在輸水幹線規劃區內實施：以汙水零排入輸水幹線為目標，確保主幹渠輸水水質達地表水環境質量Ⅲ類標準。規劃2013年前汙水處理能力擴大到452.5萬噸/日。工程沿線關閉26條造紙廠製漿生產線，其中黃河以南25條，黃河以北1條。工業汙染源推行清潔生產、集中控製。
用水保障工程在山東天津用水規劃區內實施：2008年前以山東、江蘇用水區水質為目標，濟南、泰州建設2座城市汙水處理廠，1項截汙導流工程；2009～2013年以天津用水區水質為目標，建設3座城市汙水處理廠，2項截汙導流工程，輔以洪泥河、海河幹流底泥清淤、排水係統改造工程。
水質改善工程在河南、安徽規劃區內實施：以改善衛運河、漳衛新河、淮河幹流及洪澤湖水質為主要目標，到2013年，建設26個城市汙水處理廠，總規模166.5萬噸/日。
（五）重視汙水回用與資源化項目
治汙規劃以節水為前提，在治汙項目中，進一步落實汙水回用項目，從源頭和末端，同時加強節水措施。在輸水幹線規劃區內投資1.3億元，建設42個工業汙水回用項目；投資12.7億元，建設城市汙水處理廠回用項目49個，回用規模127萬噸/日。
五、治汙投資
南水北調東線治汙工程2013年前總投資為238.4億元，輸水幹線規劃區、山東天津用水規劃區、河南安徽規劃區分別需投資166.4億元、35.6億元、36.4億元。山東、江蘇、河南、安徽、河北、天津6省市規劃投資分別為86.9億元、49億元、19.8億元、16.6億元、35.3億元、30.8億元（不包括河南、安徽兩省的工業汙染治理項目投資）。
規劃2001～2008年完成投資148.2億元。輸水幹線規劃區、山東天津用水規劃區分別需投資133億元和15.2億元；山東、江蘇、河北分別需投資86.9億元、49億元、12.3億元。規劃2009～2013年完成投資90.2億元。輸水幹線規劃區、山東天津用水規劃區、河南安徽規劃區分別需投資33.4億元、20.4億元、36.4億元；河北、河南、安徽、天津分別需投資23億元、19.8億元、16.6億元、30.8億元。
按照治汙工程項目性質不同，規劃將南水北調東線治汙工程項目劃分為城市汙水處理廠建設、截汙導流、工業結構調整、工業綜合治理、流域綜合整治5類項目，其中河南、安徽規劃區隻列入城市汙水處理工程項目。
東線治汙投資主要集中於城市汙水處理廠項目。按規劃，2001～2008年間需投資96.7億元，新建、擴建城市汙水處理廠78座，具有378.5萬噸/日的處理能力。規劃2009～2013年間投資63.6億元，新建城市汙水處理廠57座，新增城市汙水處理能力290.5萬噸/日。合計2001～2013年期間投資160.3億元，共建城市汙水處理廠135座，實現處理能力669.0萬噸/日。
以上測算，考慮了管網配套能力和處理廠納容水平，為實際可實現的處理能力。城市汙水處理廠投資按2200元/噸估算，其中管網費用按照700～1000元/噸估算，為主幹管道費用。
治汙資金籌措情況如下：
（1）對於因南水北調東線工程的建設和實施所帶來的直接影響工程，即截汙導流工程，工程建設的直接費用全部納入主體工程投資。
（2）南水北調東線工程直接影響區域內沿線城市汙水處理廠、清淤等綜合整治項目所需投資按照國家投入、國債支持、銀行貸款和地方政府自籌等途徑進行資金籌措。
（3）南水北調間接影響區域內城市汙水處理廠等城市環保基礎設施建設項目采用淮河、海河等流域汙染治理同等的優惠政策，優先安排國債資金支持。
東線沿線江蘇、山東兩省分別落實地方政府責任，通過國家的資金和政策支持，充分發揮市場經濟的優勢，促進南水北調工程沿線區域的汙染源處理，大力推行清潔生產和汙水回用，確保調水水質。
第四節 研究過的主要方案
南水北調工程曆經50年規劃，其間曾經研究過上百種工程方案，最終優選出東、中、西三條調水線路。其中一些方案雖然沒有采用，但對南水北調方案選擇具有重要的參考意義。
一、抽引江水過黃河到天津、向白洋澱分水方案
為達到南水北調東線和中線工程北調江水互濟的目的，2000年3月天津水利水電勘測設計研究院研究了利用南水北調東線工程從臨清向白洋澱分水的方案。
南水北調東線黃河以北輸水線路在臨清附近立交穿過衛運河後，經清臨幹渠至張二莊閘處開始分水，分水口處輸水流量為80立方米/秒。輸水幹線經清涼江、南運河、馬廠減河，至天津市北大港水庫。分幹線立交穿過清涼江，經新開挖的渠道入衛千渠後，在千頃窪王口閘附近入鹽河故道；北上至侯店處立交通過滏東排河，並穿過滏陽新河右堤，與滏陽新河深槽相接；順河而下行至子牙河獻縣樞紐，再穿滹沱河左堤後向北開渠，在務爾頭與古洋河平交後，繼續向北開渠入於家河，在邊關附近入小白河；至任丘市天門口村向西北方向開挖新渠於雙塔村北入任文幹渠；沿任文幹渠提水，利用十二孔閘引渠至大樹劉莊，穿千裏堤自流入白洋澱。
輸水線路自穿衛樞紐出口至白洋澱，全長258.50千米。沿線新建或改擴建倒虹吸3座、涵洞4座、節製閘6座、橋梁59座。該方案在工程技術上可行，在構築北方水網時，可以將東線與白洋澱連接。
二、膠東供水濱海線
為解決蘇北裏下河地區和南通到連雲港一線濱海地區用水和航運問題，江蘇省進行了蘇北引江東輸工程規劃（簡稱江蘇東引工程）。規劃近期從長江引水300立方米/秒，遠期600立方米/秒。輸水骨幹河道為泰州引江河、泰東河、新通揚運河和通榆河等。現已建成新通揚運河、泰州引江河（300立方米/秒規模）和通榆河中段（100立方米/秒規模）。
由於江蘇省泰州引江河和通榆河的建設，在1995年論證時國家計劃委員會要求研究利用江蘇東引工程，沿濱海經連雲港向膠東的青島、煙台和威海等城市送水的方案。淮委會在1996年編製的《南水北調工程東線論證報告》中補充了南水北調膠東供水濱海線（以下簡稱濱海線）。供水範圍為膠東濰坊以東地區及輸水幹線沿線地區的濰坊、煙台、威海、青島、日照、連雲港等6座城市。
濱海供水線路分為長江—新沭河段、新沭河—棘洪灘水庫兩段。引江規模為90～225立方米/秒，從新沭河北調規模為20～100立方米/秒。從長江—新沭河段輸水線路，比較了淮沭河和通榆河兩條線路。淮沭河線：從高港經泰州引江河引水，經新通揚運河、三陽河、潼河、裏運河入洪澤湖，然後沿二河、淮沭河入新沭河，設三級泵站揚水，長393千米。通榆河線：從泰州引江河引水，經泰東河、通榆河送水至大套閘，在大套閘揚水後過廢黃河，向西挖河至鹽河，送水至八一河再揚水入薔薇河，經沭南航道入新沭河，長365千米。淮沭河線利用原有河道多，交叉建築少，投資節省約30%，減少挖壓占地。因此，淮委會選擇淮沭河線方案。
新河—棘洪灘水庫段，沿沭北航道至青口河，在贛榆縣新挖“東線調水幹渠”，沿312國道挖渠穿過繡針河進入山東省境，經4級揚水進入棘洪灘水庫，長244千米。濱海線線路全長637千米，設9級泵站。工程靜態投資38億～102億元（1995年價格水平）。
三、運西專線
為避免南水北調東線供水與江蘇用水的矛盾，有人曾提出南水北調東線工程設專線向北調水的設想，在20世紀90年代規劃中曾對此進行了研究。
設想從長江—洪澤湖走運西線，在長江六圩引水，經京杭大運河設濱江站抽水入邵伯湖，在邵伯湖與高郵湖之間的楊莊漫水閘西側建楊莊抽水站抽水入高郵湖，經淮河入江水道在金湖抽水入淮河入江水道上段（三河）於蔣壩抽水入洪澤湖。從洪澤湖—南四湖經徐洪河和另辟新渠直送下級湖。