为了解决水资源在地区和时间上分布的不平衡性，以适应地区资源开发和经济发展的要求，近年来跨流域、跨地区引水，将多水区的水引向缺水区，从而改变地区水资源分布不均匀性问题，已引起国际上的重视。我国南水北调就是一个宏伟规划。1958年我国提出了以南水北调为主的，将江、淮、河、汉、海各流域联系为统一水利系统的规划，同时也提出将松辽各流域联系为统一水利系统的规划。古往今来，我国人民在开发利用水资源方面，创建了许多著名的水力工程，如沟通五大水系的大运河、沟通长江和珠江水系的灵渠、成都平原水利工程都江堰、当代人造天河红旗渠以及雄伟壮丽的韶山灌区等都是我国人民利用改造大自然的宏伟业绩。在苏联，有一个北水南调的计划。苏联为了改造中亚荒漠地区和利用西伯利亚过多的水量，计划进行西伯利亚河流的改道，拟在鄂毕河的额尔齐斯河口处，建一拦水坝，形成一个25×104km2面积的巨大人造海，这样既可使鄂毕河水沿其支流托博尔河和额尔齐斯河向上游扩展，直达土尔盖谷地，然后再开凿一条长930km的运河，引鄂毕河水穿过这个谷地流入中亚的咸海。
除跨流域调水外，兴修水库以调蓄地面水和修造地下水库等也是开发水资源的重要途径。为了改变径流资源在年际和年内分配不均衡问题，兴修水库是有效的工程措施，通过水库削减洪峰，使径流稳定，从而可以扩大河川水资源的利用效率。修造地下水库，就是将洪水期的地表水、灌溉弃水及其他工农业回归水通过各种方法注入地下，从而增加地下水储量，以保证有稳定可靠的水源，解决枯水季节供水问题。目前印度为解决水资源在时间上的不平衡，正设想在雨季来临前在各河流附近抽取大量地下水用于灌溉以降低地下水位，使雨季洪水渗透存入地下的措施。中东沙漠地区，气温、日照、地形等方面都宜于发展农业，但一个重要问题是缺乏水源。为解决水源问题，目前有人设想利用幼发拉底-底格里斯-阿拉伯河注入波斯湾的无用河水，从阿拉伯河开渠向西引往埃及的西奈半岛和沙特阿拉伯，以发展那里的农业。