淮阴三站是南水北调东线第一期工程第三梯级泵站的重要组成部分，其主要作用是抽引苏北灌溉总渠水，通过二河、中运河向北调水，并适时为洪泽湖补水。工程建成后，具有向北调水、提高灌溉保证率、改善水环境、提高航运保证率等功能。

工程主要建设内容包括：泵站工程、引河工程、变电所工程、管理所工程等。工程批复概算投资为24778万元。

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泵站建设规模为100m³/s，设计扬程为4.28m，共安装Nijhuis  HP1－3200.340型变频调节贯流泵机组4台套（单机设计流量33.4m³/s，其中1台备机），同步电机型号XEMC TBP2200－48/2900，总装机容量8800kW。泵站为堤身式布置，采用平直管进出水流道，快速闸门方式断流。本工程规模为大型泵站，工程等别为I等。泵站站身、防渗范围内翼墙等主要建筑物级别为1级，非防渗范围内翼墙、清污机桥等其它次要建筑物级别为3级；与泵站连接的堤防按原堤防标准设计。场外道路接线及场内主干道按三级公路标准设计，场内次要道路按四级公路标准设计，路面等级为中等。临时工程按4级建筑物设计。泵站设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准300年一遇。

国家发改委批复了工程项目建议书、可行性研究报告、初步设计概算。水利部于2005年8月批复工程初步设计。淮阴三站建设处通过招标订立监理合同、施工合同和设备采购合同。淮阴三站主体工程于2007年4月正式开工，2009年6月通过了泵站主体水下工程阶段验收，2009年12月通过了泵站机组联合试运行验收并将工程移交管理单位，2012年10月正式通过了完工验收。淮阴三站工程已通过《南水北调工程验收管理规定》要求的消防、档案、水土保持、环境保护等专项验收和安全评估。南水北调工程江苏质量监督站核定淮阴三站工程施工质量等级为优良。

工程建设期间，淮阴三站被评为“江苏省建筑施工文明工地”、国调办“南水北调工程文明工地”。淮阴三站工程被评为2012年度江苏省水利建设优质工程奖。淮阴三站工程设计获得了“江苏省第十五届优秀工程设计一等奖”、2015年度全国优秀水利水电工程勘测设计银质奖。
截至2015年12月底，淮阴三站工程共开机运行187天，10561台时，累计抽水12.74亿立方米，运行正常，为南水北调东线通水投入正式运行、缓解华北地区的旱情、生态调水等作出贡献。