確定調水路線、調水規模和調水方式是引江補漢工程規劃設計的關鍵。據了解，輸水線路設計曾經有多套方案，經反覆比較與論證，最終選擇壩下線路。選擇這一方案基於哪些重點考量？工程開工前夕，長江委副總工程師余啟輝與長江設計集團副總工程師宋志忠、肖昌虎專門接受湖北日報全媒記者專訪，他們稱，壩下方案最科學。
專家們稱，引江補漢工程是南水北調中線一期工程後續水源，通過漢江上下游水量置換方式增加北調水量，提升中線一期工程供水保障能力，適當兼顧引漢濟渭遠期工程、漢江中下游及工程輸水線路沿線地區城鄉生活和工業補水。
為滿足上述任務，根據地形地質、取水條件、社會環境等因素，研究了從三峽水庫提水至丹江口水庫壩上的方案（壩上方案）、從三峽水庫自流引水至丹江口水庫壩下漢江的方案（壩下方案），以及從三峽水庫提水至丹江口水庫和自流引水至丹江口水庫壩下相結合的雙線引水方案（壩上壩下結合方案）。
經技術、經濟綜合比選：壩上方案和壩下方案補水效益、技術難度、經濟凈現值基本相當；壩上方案需提水運作，供水成本高，同時存在降低丹江口水庫水質風險；而壩下方案具有線路短、全程自流引水、不影響丹江口水庫水質等優點。
最終選擇從三峽水庫全程自流引水至丹江口水庫大壩下游方案，通過水量置換增加中線北調水量，確保丹江口水庫和北調水的水質安全，改善漢江中下游生態環境，同時具備向工程沿線宜昌市、荊門市和襄陽市補水的能力。
據專家們介紹，引江補漢工程全程採用深埋隧洞輸水，長約200公里，開挖洞徑超12米，是國內規劃中的單洞距離最長、開挖洞徑最大的引調水工程。為此，項目設計單位採用航測、鑽探、大地電磁等傳統和高科技手段，對工程區約9000平方公里進行全面“體檢”，尋找最佳線路通道，儘量避開了極易導致隧洞災害的強可溶岩區和大斷裂帶，工程佈局和線路方案順利通過審查，得到了業界眾多院士、專家的一致認可。