用南水北调水灌溉可以增产粮食，但由于增产的成本较高，因此在具体操作时追求的是稳定粮食产量。南水北调对稳定粮食产量的操作可概括为系统设计、动态调整、精准灌溉与制度保证。
系统设计
系统设计就是从南水北调、粮食安全及其相关要求等方面进行运筹策划与整体设计。其核心之一，是处理好南水北调农用水灌溉成本合理支出与分摊之间的关系。
对于一个国家的每个公民，在其受到饥荒威胁的时候，都应能够分享到国家的粮食安全保障，因此粮食安全具有非排他性与非竞争性的特性。为此，服务于粮食安全的农用水调配与价格的确定，理应由国家政府从各省尤其是从得益最明显的受水区来进行统一分摊作价。具体做法是参照农业灌溉水费占灌溉增产效益的国际惯例、农用水效益与受水区农用水的分摊成本，确定特定地区的农用灌溉水价。
除此之外，还必须致力于处理好南水北调供水需要与成本合理之间的关系、南水北调农用水灌溉与其他水灌溉之间的关系、南水北调粮食灌溉用水计划、组织、控制之间的关系。
动态调整
根据国内粮食市场行情、国家与地区社会经济发展要求以及南水北调灌溉实施情况，对事前确定的定额、实施要求与相应办法进行调整、补充与细化。农业用水量约占我国总用水80％左右，但水的利用系数却普遍低下。就全国范围而言，农业灌溉水的利用系数平均为0．45。为此，提高灌溉用水效益非常必要，而对于成本高昂的南水北调灌溉用水更是如此。动态调整可以矫正事先考虑不周等引发的有关问题，但与此同时，也要防止过于频繁的调整。可以参考的做法是：
1．由有关部门根据国内粮食市场行情、粮食库存尤其是国家粮食储备情况，确定下一年度的预计生产数量。
2．预测在不使用南水北调灌溉水前提下的粮食产量以及与预计粮食生产量之间的差额。如果这个差额在允许的控制范围，则不考虑将南水北调水用于灌溉，而更多地用于工业、第三产业或生态环境；如果这个差额大于可以容忍的范围，即认为有必要借助于南水北调水来进行粮食增产调节。
3．根据粮食增产效率，确定灌水的地区与方式。其基本原则：一是满足粮食产量的要求；二是尽可能不与其他用水相冲突；三是讲究投入产出。一种比较可行的思路是：根据粮食安全需要与农用水成本尽可能节约的原则，考虑南水北调农用水的使用规则，以求得整体平衡与灌溉效益最大化的效果。其中心思想，是原则上不考虑南水北调的农用水要求，但根据粮食安全的需要可以依次考虑：（1）传统历史要求，如南水北调东线对江苏苏北的水灌溉；（2）被挤占农用水的退还与污水灌溉；（3）农用水成本要求，可优先考虑成本相对较低的黄河以南地区的水灌溉要求；（4）农用水灌溉增产效果，关键时期的水灌溉；（5）粮食危机前或特殊情况下的水灌溉，国家有关部门根据国内外形势要求，断然做出确保粮食增产灌溉用水的紧急决定，以解粮食危机之急。
精准灌溉
科学的节约用水呼唤精准灌溉。精准灌溉既不是简单的为节水而节水；更不是简单的“唯设施论”，以为只有“喷、滴、微”灌等现代设施才能精灌。精准灌溉是现代先进灌溉技术、科学灌溉农艺与科学管理的综合系统工程，其目的是提高灌水的利用率和水分生产率。精准灌溉追求灌水过程的完善与科学，追求量优度准，即按照作物需水规律适量、适度、适时灌溉，而不是盲目地追求节水。精准灌溉的最大特征和目的在于，以最精省的水资源投入换取农作物的最优最高产出，既最大限度地提高水的利用率（系数），也最大限度地提高水分生产率或利用效率。根据灌溉用水不同阶段的特点，可以从以下几个方面把握精准灌溉的要求：
1．从水源到田间输水这个阶段的重点是提高输水效率。
目前我国综合渠系利用系数约为0．5左右。若进行渠系防渗或有条件的地方逐步实行管道化输水，则挽回的输水损失水量是可观的。进行以渠系防渗为中心的灌区工程改造与建设，无疑对提高水的利用率十分重要。
2．田间灌溉阶段的重点是提高灌水效率。
提高灌水效率的通常做法：一是采用先进的灌水方法与技术，如喷灌、微灌等，提高田间灌水效率。二是良好的田间工程建设，如土地平整、畦田格田改造等，科学的畦灌、沟灌、波涌灌等地面灌水方法的应用也可提高水的利用率。三是在同样的灌水效率下，增加雨水的利用亦可减少田间灌水量。
3．作物对田间水分利用阶段是提高水分生产率。
水分生产率是作物实际产量与作物生育期内蒸发蒸腾量的比值。实践表明，各种农作物不同发育阶段对水分的需求有很大差异，并非全生长期都要求土壤湿润才能稳产高产。近年来，许多地方水稻栽培实行“浅湿晒”的灌溉方式或“控制灌溉”方式，都达到高产省水效果，证明科学的节水灌溉制度是高效用水的基础
制度保证
制度保证是指通过产权制度的明晰与相应法律、规章制度的建设，使系统设计、动态调整、精准灌溉等得到切实有力的保障。
实践表明，仅仅借助于工程与技术的手段，不足以解决越来越突出的水资源短缺问题，还必须从产权制度变革等方面进行努力。我国灌溉系统（主要是小型水利工程）的权责也趋向于从政府（或集体）向农民团体（个体）或其他社会组织转移。如何有效地总结国内外水利工程建设与水灌溉作用发挥的经验，努力营造一种与南水北调水灌溉作用发挥相适应的微观产权制度，成了充分利用我国在这方面取得的初步成果的客观要求与实行21世纪水利制胜的重要内容。
