英國路透社10月13日報導，中國南水北調的第一階段將水資源引向以重工業為主的東北，但這些水在抵達天津時基本上已無法利用，因為調水沿線經過污染區，水中攜帶大量污染物和沉積物。有官員表示，調水不是長久之計，還需依靠海水淡化和雨水收集來解決問題。
南水北調這項預計耗資萬億的宏大工程，自動工12年來進展一直不順。因工程量大、技術難度高、移民安置問題導致項目多次延期，成本大大超出計劃。污染問題也使設計者最初預想的「一江清水向北流」變得難以實現。
最早引發「南水北調」構想的是毛澤東視察黃河時提出的「南方水多，北方水少，如有可能，借一點來是可以的」。此後，水利部門經過幾十年研究，提出了南水北調工程，把長江流域豐盈的水資源抽調一部分送到華北和中國西北地區，分東線、中線和西線三條調水線路。
西線工程目標是從長江上游引水入黃河。儘管西線的建設能夠為黃河流域的灌溉提供充足的水源，但是整條線路須穿過西藏高原，建在平均海拔10000至13000英尺的地區上，工程技術複雜，耗資巨大，仍處於可行性研究的過程中。
2002年12月27日，中國號稱「世界上最大規模」的水利工程——南水北調項目東線在江蘇和山東拉開了南水北調工程的序幕。東線被認為是施工條件最好的一條線路，主要利用現有河道作為輸水線路，然後用沿途各大湖泊蓄水，一級一級往北送。
據《南風窗》2007年8月報導，東線源頭蘇北的水質差，為打造「清水廊道」，不得不配套截污導流工程。而東線途經蘇北和魯西南的湖泊污染嚴重，一江污水向北流成為南水北調東線工程面臨的主要威脅。東線建設轉變成中國東部地區河湖污染治理問題。
這些治污工程耗費巨大，治污投入140多億，直追建設本身的費用。更重要的，中國水污染治理的行政體制不順暢，中央和地方、地方和地方的利益難以協調，治污遭遇困境。原計劃開工5年建成通水的東線工程直至2013年12月8日才正式通水。
中線也同樣面臨水質污染問題。南水北調中線工程開工前，漢江上游的水質污染嚴重。很長一段時間裡，環保部門對丹江口水庫水質的評價結果都是四類，即污染水。
中線工程於2003年12月31日開工建設，從位於長江支流漢江上游的丹江口水庫引水，總乾渠1400多公里。中線工程中工程量大、技術難度大的一是丹江口水庫大壩加高，二是穿黃工程。
穿黃工程即總乾渠要穿越黃河，水利部採取「穿黃隧洞」方案，在黃河底下用潛盾機打通道。據《南風窗》2007年8月的報導，每台潛盾機一億人民幣。穿黃工程概算投資31.37億元，一個穿黃工程的投資就超過了當時整個黃河上所有大橋的投資總和。
中線另一個工程是丹江口水庫大壩加高。丹江水庫是亞洲第一大人工水庫，位於湖北省十堰市境內。為滿足南水北調中線工程建設需要，水庫正常蓄水位將從現在的157米提高到170米，淹沒範圍將進一步擴大。
南水北調中線工程對湖北省的直接影響是丹江口庫區的淹沒損失和漢江中下游幹流供水區的水量損失。圖為2004年12月15日，南水北調中線源頭——河南省淅川縣九重鄉南王營村，丹江口水庫水位提升後，這裡將被淹沒。張治平/CFP
專家擔憂，中線調水量若太少，發揮不了經濟效益，調水量過多，枯水期可能會使長江的水量不足，影響長江河道的航運，更有可能引發生態危機。
據《南風窗》2007年8月的報導，南水北調工程造成河南省和湖北省33萬人搬遷，搬遷給移民生活帶來顛簸動盪，也加重了政府財政。丹江口大壩加高須移民32.8萬人，移民費用至少是240億。
政府採取「開發式移民」，把部分農民轉移到經濟發達的地方，或利用國家移民資金在山區改造山地，移民的生產生活一併得到妥善安置。
由於國家投資少、安置標準低、水電路校等生產生活設施不能滿足基本需要，造成大量移民遺留問題。
南水北調這項工程動工十餘年，當年的設想與今天的現實情況出入很大。而動工的無論是中線還是東線，工程進展緩慢，遠遠超過預期的竣工時間。中線直至2014年9月29日，工程才通過驗收，具備通水條件。工程幾乎被人們遺忘。圖為2007年10月31日，河南省文縣，南水北調施工現場。AFP PHOTO/TEH ENG KOON
據《南風窗》報導，南水北調方案的引水線路都太長，工程困難，耗資巨額。規劃時預計的投資額到了最後不得不作出調整，投資額翻一番。
國務院三峽辦的專家郭樹言稱，籌資方式上，南水北調改變以往國家大型工程主要由中央出資的模式，由中央和地方共同籌資，原則上中央出資20%，剩餘由受益省市出資。使得地方負擔沉重，工程進展緩慢。
南水北調的支持者認為調一部分水到北方缺水田區可解決北方的缺水問題，而負面影響可以通過防範、補償和綜合治理開發措施，將影響減少到最低。
但南水北調的水質成為工程最大的隱患。
東線的最終目的是供應天津、河北等地用水。但早在工程之初，河北和天津就拒絕使用東線之水。他們不相信東線的水質。當地甚至重新建水質處理廠，再次增加成本。
南水北調的調水成本極高，最終也將疊加到每個用水個體上。調來的水正在變得越來越貴，也讓人們重新考慮用不用。南水北調的水可能最後將面臨供水無市場、投資無效益的局面。
