“红旗河”取水水位较低，因此水量充足。预计年总调水量可达600亿立方米，仅占主要河流取水点总量的21%，将在我国西北干旱区形成约20万平方公里的绿洲。由于全线保持高水位运行，可以自流覆盖绝大部分干旱区域。这些地区地势平缓、光照充足，可根据需要设置大量支线，工程实施后，将形成约1万公里长、20公里宽的绿洲带。随着生态环境的逐步改善并产生累积效应，将带来巨大的生态效益和经济效益。
为惠及更多地区，方案还设计了三条主要支线：
通向延安方向的“红延河”，通向内蒙古、北京方向的“漠北河”，以及通向吐哈盆地的“春风河”。“红旗河”的三条主要支线均是基于相关区域地理特点的最优选择，使得在保证坡降的前提下，能够全程高水位自流，保持高水位优势，有能力将水源和水能送往更多的干旱区域。
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。
春风河。从玉门市境内开始（水位1550米），绕北山西侧延伸至吐哈盆地（水位1180米），全程坡降大于万分之2.7。保持高水位运行，一方面可以自流惠及大部分区域，另一方面也可以根据需求继续向北疆延伸。从起始位置至疏勒河河谷的26公里，高差达160米，坡降万分之61.5，适合开发水电控制流速。
2018年1月，红旗河西部调水课题第二次专家研讨会在北京举行，专家们这一方案的重点、难点进行了深入探讨。来自国内方方面面的专家都参与了这次会议，包括中科院、中国水利水电科学研究院、黄河水利委员会、长江水利委员会、南水北调总公司以及清华、北大等多家单位相关领域的专家、教授。
