京城位于南水北调中线工程的末端，实际上只有一小部分“南水”可能流到北京。2014年，南水北调中线一期工程完工时，北京城市自来水系统纳入南水的能力只有10亿立方米，相当于南水北调水量的1/10多一点，直到2020年，这一能力才达到14亿立方米，也就是至少十分之八、九的南水在入京之前，就在总干渠沿线被瓜分殆尽了。
近10几年来，北京总人口增长了近一倍，但总用水量一直维持在30余亿立方米的样子，人均年用水量不到200立方米，在全国和世界都属于低水平。这主要是由于农业与工业用水被生活用水取代，以及向周边“借水”。北京有1500万以上的城镇人口，人均年生活用水70余立方米，仅此城镇生活用水一项就超过10亿立方米，加之农村生活用水，每年合计约13亿立方米，占总用水量的1/3以上。工农业生产用水约20亿立方米，其中主要为农业灌溉，工业用水只有几亿立方米，除了食品和热电工业，高耗水工业——如钢铁、化工、纺织工业基本已外迁到渤海湾海岸，农田灌溉亩均定额不足300立方米，可能比以色列单位灌溉面积的用水量还少。
北京水源以地下水为主，其中农田灌溉几乎全部是地下水，城镇生活和工业用水一半以上也是来自疏干冲积扇上含水层，已引起了地下水位下降和地表沉降等地质环境问题。北京市的地表水源有两大系统——京密引水渠和永定河引水渠，主要来自潮白河、永定河、北运河等水系，除北运河外，均以京外（主要是河北省）来水为主。但北京仍有一半左右的自产径流，特别是平原区的洪水，未有效控制，流入下游的河北省和天津市，如去年7月暴雨引起的洪水，大部分都流走了。
同时，由于城市化扩展、人口增加和产业结构调整，北京主要工农业产品都无法自给，需要从外部调入，这也相当调入了大量京外的水资源，初步估计，每年凝结在调入商品中的虚拟水可能是北京市用水量的2倍以上。
由于水资源入不敷出，地下水严重超采，各种引水进京的方案都在酝酿中。但是如果仅是北京的水问题并不需要从千里迢迢以外的江汉流域引水，除南水北调外各方案均设想从周边地区（主要是河北省）借水。因此，河北省不同意。
如果完全按照市场规律办事，北方的城市不可能缺水。毕竟城市和工业可以承受的水价是农业的几十倍。在价值规律的作用下，水价将高得叫农民无法承受，有限的水资源将首先配置给城市与工业用水。这样尽管华北平原的灌溉农业将退化成雨养农业，但城市与工业用水是有充分的保证的。
除了南水北调中线以外，各种工程方案主要有：
引拒（马河）济京工程
从北京房山西南的拒马河（就是去年7.21暴雨的中心区）引水供北京，设计引水流量10m³/s，张坊水库建成后，多年平均引水量1.7亿m³，有自流引水和低压埋管扬水两种方案。工程全部在北京市境内，且建设规模小，线路全长约40-42km。但工程建成后将影响张坊下游易房涿灌区和白洋淀的用水，河北省因本省水资源已经十分短缺，不同意。
引滦（河）济京工程
滦河流域特别是滦河上游的承德地区，是京津冀最后一块有水资源开发潜力的地区。引滦济京包括引滦济潮和潘家口、于桥、密云双向输水管网两个方案。
引滦济潮首先在滦河上兴建大坝沟门水库并打通分水岭隧洞向潮河密云水库供水，大坝沟门水库总库容4亿m³，多年平均向北京市引水2.1亿m³，线路长160km。
潘家口、与桥、密云双向输水管，规划年引水４亿m³，引水流量15.5 m³/s。输水线路长108km。从潘家口到密云水库为自流输水，反之则采用增压输水。该方案可以实现密云、潘家口、大黑汀三库联合调节。
引滦济京后，为了不影响河北省滦河下游灌区的用水，需兴建津唐运河补偿工程，将南水北调东线供北京的3.5亿m³水量通过津唐运河送到滦河下游灌区。
但河北省、天津市对该工程都持否定态度。
引黄济京工程
引黄济京包括两个方案，分别从黄河中下游梯级开发的“龙头”（万家寨）与“龙尾”（西霞院）水库取水。
万家寨引黄济京工程利用和引黄济晋工程同样的方案从万黄河家寨水库取水穿过管岑山分水岭进入海河流域，沿桑干河、永定河向北京市供水。线路长约500km，其中利用天然河道400km。引水口设计流量56 m³/s，引水量为13.7亿m³。
西霞院引黄济京工程从西霞院坝下引水沿黄河北岸北平行东行，接中线工程黄河以北总干渠，直接给北京供水。规划总引水量45亿m³，分配北京市8.6亿m³，天津市8.6亿m³，河北省18.5亿m³，河南省9.5亿m³。引水规模为200 m³/s，引水时间需8.5个月。从西霞院渠首至北京线路总长844km，天津干渠与中线工程规划相同。
从黄河引水前提是通过南水北调中线工程将汉江水送入黄河50亿m³，或直接向黄河南岸引黄灌区供水，替换出25亿m³（加上原来分配给河北、天津的20亿m³黄河水量，共45亿m³）。
引滹（沱河）济京工程
即提前建成南水北调中线京石段总干渠，在南水北调工程通水之前，从滹沱河岗南、黄壁庄水库开始，将海河南系支流各山区水库接入南水北调总干渠，作为北京的应急备用水源。但这必将影响滹沱河下游石津灌区、石家庄、保定等城市的用水，造成新的水利矛盾。本方案作为南水北调中线的启动工程已于2008年通水。
引（白洋）淀济京工程
即从河北平原中部的白洋淀提水向北京补水。从白洋淀到玉渊潭线路长98km，输水方式可以采用明渠或埋管，引水量3亿m³/a。目前白洋淀流域的水资源非常短缺，存在着干淀的威胁，水质也很差，为了向北京供水，必须在目前引岳（城水库）济淀的基础上建成引黄入淀工程。
引黄入淀工程包括西线（白坡引黄入淀）和东线（卫运河引黄入淀）两个方案。
原规划的白坡引黄入淀工程是作为兴建引拒济京工程对河北省的补偿工程，引水口在河南黄河白坡和西霞院水库，终点为白洋淀。总引水量20亿m³，引水规模200 m³/s。输水总干渠全长735km。
东线引黄入淀卫工程，从卫运河和平闸引水经卫千渠、千顷洼、滏阳新河到白洋淀段，渠线长271km，也是南水北调东线工程的配套供水项目。
南水北调东线向北京补水工程
以南水北调东线工程输水至唐官屯或天津为前提，研究过西河闸埋管、北运河输水和龙河输水向北京补水工程等方案，年补水量3亿m³。有西河闸埋管方案、北运河输水方案、龙河输水方案等不同的线路。
西河闸埋管方案线路从西河闸上沿西北方向埋管扬水，经立垡入永定河引水渠至玉渊潭，全长176km，设计扬程180m。
北运河输水方案线路从沿南运河、子牙河、永清渠入永定河中泓故道至屈家店闸上进入北运河，再由北运河逐级扬水到榆林庄闸下，然后埋管到北京市南护城河再扬水至玉渊潭，线路全长233km，设计总扬程142m。
龙河输水方案线路从沿南运河、永清渠尾建泵站扬水入增产河、永定河主河槽至龙河干流，再新开渠道与天堂河连接至埝坛，然后利用钢筋混凝土压力管道穿过北京市区入玉渊潭，输水线路总长199km，总扬程108m。
引海（淡化海水）济京工程
即在天津滨海地区建大型海水淡化工厂，通过管道向北京送水。
黄河水资源只能自保，海河流域更是入不敷出，河北省由于城市生活、工业生产与农田灌溉，在京广铁路沿线和冀中平原冀衡枣三角地带已经形成规模空前的地下水漏斗群.....因此，南水北调势在必行
南水北调供水范围是广大的北方地区，实质上是为北方的农业供水。虽然农业无法接受南水北调的水价，但是工业和城市生活可以。这就替换出当地廉价的水资源用于农业生产和生态环境。南方已经没有更多的土地去增产粮食了，华北平原是我们现在和未来的面包篮子，但是没有水北方的农业如何增产。
河北平原用量最大的是种植小麦和蔬菜水果。历史上，直到60~70年代以前，海河平原并没有大规模种小麦的，因为那时候没有什么水利，至少在我记忆中，90年代以前粗粮还要在口粮中占一半。那时候，河北平原也没有什么水问题，即使有，也是洪水泛滥、内涝成灾。
自从大规模种小麦，海河平原就有了水问题。冬小麦生育期内的天然降水量只有100~200mm，至少缺水300mm，这部分必须依赖灌溉。北方大约有1亿亩小麦灌区面临着水源问题，如果退化为旱作农业，减产的细粮至少有600~800亿斤，相当于目前全国小产量麦的1/3。灌溉1亿亩小麦每年大约需水200亿立方米。
另一方面，海河流域水利发展、小麦种植面积扩大与复种指数提高，是终结南粮北运的一个重要原因。
如果考虑基本的生态环境需水，海河流域现在大约缺水100亿立方米，这也差不多是南水北调中东线的过黄河的规模。如果地下水枯竭，灌溉农业退化成雨养农业，但500mm的有效降水量也可以维持一料作物丰收，实际上海河平原的秋粮基本上是不用灌溉的。春玉米就不怎么需要灌溉，正常年景（不被淹掉）总有600kg左右的亩产。
当然，黄淮海平原地区的粮食自给是以故的周恩来总理、李先念副总理、谭震林副总理生前念念不忘的事情，也是包括最高科技奖得主李振声院士、中国农大前校长石元春院士在内的一大批老一代科技工作者奋斗了一辈子的追求。
土地是固定的，而水是可以流动的，人均一亩地的地方养活人均2~3亩地的地方本来就是不合理的。80年代以后，在大规模开采地下水，根治旱涝渍碱害的基础上，华北平原粮食产量，特别是小麦产量显著增加，才最终终结了南粮北运。
南方耕地潜力已经接近极限，水资源再多也无法转换成粮食。而只要水资源允许，北方耕地生产能力还有进一步提升的空间。特别是，黄淮海平原是我国小麦生产的重心，而小麦生产根本无法转移到多水的南方。因此小麦生产耗水与华北平原地下水枯竭，才是我国粮食与水安全问题的核心。
