南水北调西线工程主要位于川西藏东高山深谷、青南高原宽谷等生态地理区，主要包括丘状高原以及深切割高山-极高山环境下的草原-草甸、湿地和森林生态系统，特点是多样性和脆弱性。在全球气候变暖以及人类活动的影响下，其面临的主要问题是：冰川与湖泊退缩；水土流失加剧；沙化、荒漠化、草地退化的趋势明显，并使野生生物种群的生境及其生态系统受到威胁。川西北、青海南部的生态环境受到人类活动的影响已十分突出，若尔盖湿地的缩减与沙化就是一个典型实例。而西线工程的大规模工程施工，由于地表的开挖、砂石料的采取、大量弃渣的排放，都会进一步破坏地表植被，对地表环境、生态系统和物种生境产生强烈的挠动和改变。
从地质地理环境来看，南水北调西线工程的调水工程区，位于世界上地壳运动和新构造活动最强烈的青藏高原东部。广布的活动性大断裂使这里成为全球最重要的地震活动带之一。例如西线工程跨越的四川甘孜州境内的鲜水河断裂带，据GPS 监测表明，断裂两侧地块的滑移速率高达8mm/年，主断裂的移动速率高达9mm/年，沿断裂带强震反复出现。这些地区由于地形陡峻，加上冰雪融冻、丰沛的降水、地震频发，使地表的物质运动和地形的改变十分强烈和迅速，从而也成为崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害最严重的地区。大坝、水库、水渠、隧道等调水工程的施工和运行，一方面会加剧和诱发地质灾害的发生，另一方面工程又会因地质灾害而受到严重破坏。
在气候方面，由于高原有长达半年以上的冰冻期，在此期间，调水工程也将因为冰冻而不能运行。而且在青藏高原和横断山区这一特殊区域，工程建成后，还要面临高风险、高成本的运营维护问题。以川藏线上被称为“天险”中的“天险”——波密至林芝路段为例，许多地段都是屡修屡毁，屡毁屡修，道路维护与灾害治理的费用已不知高出建路费用的多少倍，仍无法在灾害多发季节保证畅通。以通麦东侧的102滑坡为例，滑坡形成后的1991年至1997年的8年间，公路每年平均断道时间高达90天左右，其中600多米长的主滑坡分布地段，治理费用达5000万元，但无法根治，又提出用隧道来避开滑坡，预算费用高达1亿至2亿元（灾害环境下重大工程安全性的基础研究项目简报，20xx年第2期）。对于相当一条人造大河的西线输水工程，在地质灾害的高危区、加上通行和施工条件极其困难的高山—极高山区，要维护它的正常运行。比维护一条公路不知要困难多少倍。以规模小得多的西藏一江两河水利工程为例，国家于20世纪80年代开始兴建，包括提灌站数十座、引水渠数百公里，因地质灾害多发，工程边修边毁，到20世纪90年损毁殆尽，30多亿元投资报废。
南水北调西线工程的调水地段多位于大渡河、雅砻江、金沙江上游的宽缓河谷区，主要为牧区或半牧半农区，这些河谷地带是当地藏族村落、牧场、寺庙最集中的地方。当地经济发展面临的一个突出问题，就是草场普遍过载，畜草矛盾十分突出。一系列高坝建起来后，坝上河谷区将淹没大片草场，会导致鼠害的迁移以及畜草矛盾更加突出。而且由于地处高寒草原以及特殊的文化背景与生活习俗，移民安置较内地更为困难。这是工程规划和环境影响评估中应该认真考虑的重要问题。
另外更重要的是，这些地区均为藏传佛教文化背景深厚的藏族聚居区，千百年来，藏族民众视他们居住的青藏高原为高洁神圣之地，神山圣湖已成为藏族文化的载体，对神山圣湖的崇敬和朝拜成为永久的固定仪式，禁忌对赋予神圣宗教意义的自然体和自然生物进行改变、破坏和伤害。这种宗教传统和对自然的崇敬之情，长期以来对保护高原的生态环境、生态系统和生物多样性，发挥了巨大作用，并创造了与高原自然生态和谐相处的价值观念、生活方式与民族文化。
西线工程势必要对藏族民众视为神灵的一些山峰、湖泊、河流、森林、草原进行重大改变，开渠打洞、削山堵江、损毁植被。同时还要对一些宗教建筑、宗教设施进行拆除、搬迁、重建，这些都会宗教界人士和信教民众带来冲击。一旦激化矛盾、引发冲突，就会成为影响民族团结与国家安全的大事。
4.2从综合效益和可持续发展的角度把握宏观决策
南水北调西线这样的超大型工程所产生的环境影响极为巨大，许多影响甚至难以在前期的科学论证中加以预料和确认，而且工程一旦实施，产生的后果就无法逆转，所以宏观决策的把握就尤为重要。
西线工程在论证中，把我国北方缺水作为主要理由，但缺水和大区域调水在逻辑上和经济有效性上并无必然联系，而在部门的或强势集团的利益驱使下，大工程带来的大投资很可能会成为主要的追求目标；或者在征服自然、改造山河的“大跃进式”非理性观念支配下，用大工程来显示自我中心意识或权力意志成为一种传统的喜好。因此缺水就必然要大区域调水，成为了一种基本的或习惯性的思路或导向。“能以综合代价最小、综合效益最大的原则解决缺水问题的最佳方案是什么”，这样一个真正的科学决策命题，变成了“大区域调水作为既定的工程目标如何解决缺水问题”，这样一个非科学决策命题。
西线工程是否可行，应该从调水区、受水区的总效益及综合环境影响来评价，如果总效益为正，局部损失能得到有效的补偿，那么工程也是可行的。但恰恰是在整个西线工程的有效性和经济合理性上仍然存在重大疑问。
例如：一方面，不同部门作出的缺水量估算存在巨大差异，在以需定供的错误观念指导下，导致高估需水量，助长对水资源的浪费；另一方面，又高估可调水量，西线工程计划调水170亿m3，而据独立专家的计算，实际可调水仅100亿m3，相差甚远，工程面临无水可调的问题。就算目前规划的调水量是可靠的，按工程规划也只能满足未来五十年的缺水需求。而且从技术上看，西线调水入黄河谷地，解决不了西北内陆流域的缺水。据水利部部长汪恕诚透露，南水北调西线工程的调水成本高达每方水20元，而仅是海水淡化成本就有可能在近二十年内降到每方水3元以下。如此高成本的大区域调水，将面临严峻的市场挑战。而南水北调不是福利性公益性事业，国家无法长期大量补贴。与此同时，我国单位产值的水资源消耗远高于世界平均水平，节约空间巨大，节约的水资源量可满足相当一部份缺水量，且成本远低于大区域调水。
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