红延河。从甘肃省定西市通渭县境内开始（水位1791米），向东北穿过六盘山到达固原（水位1710米），接着向北延伸至同心县境内（水位1645米），再沿白于山北坡至榆林市定边县境内（水位1500米），最后经多条短隧洞进入延河（水位1440米），总里程488公里，平均坡降万分之7.2。由于全程保持高水位运行，可自流惠及六盘山、白于山以北，黄河以南的绝大部分区域，弥补了由于黄河水位过低导致的宁夏南部、鄂尔多斯高原和陕西北部干旱问题。
漠北河。从内蒙古阿拉善右旗境内开始（水位1620米），经巴丹吉林沙漠向狼山、阴山北坡延伸（水位1330米），共925公里；继续延伸至锡林郭勒盟正镶白旗（水位1200米），以浅埋深隧洞（长度小于30公里）进入滦河、潮河，最终进入北京密云水库，共760公里。全程高水位运行，坡降大于万分之2.15，可以“自流”惠及沿线北侧的所有地区。
