הזרמת מי הים התיכון דרומה מאשקלון בתעלה פתוחה ומנהרה תת-קרקעית חצובה מתחת להרי חברון לים המלח. פרויקט זה הוצע על ידי ממשלת ישראל, בראשות מנחם בגין, שאף החלה בביצועו בתחילת שנות ה-80 של המאה ה-20, בניהולו של יובל נאמן. ביצוע הפרויקט הופסק באמצע שנות ה-80, מסיבות של חוסר כדאיות כלכלית. בתחילת העשור הראשון של המאה ה-21, הוצע הפרויקט מחדש, בשתי צורות, על ידי גורמים חדשים: בפרויקט אחד הוצע להתחיל בתעלה בחוף פלמחים ובפרויקט האחר הוצע להקים תחנת כוח הידרואלקטרית בשפלת החוף מתחת לפני הקרקע, ולהזרים את מי הים לים המלח באמצעות מנהרות, בהתבסס על גרביטציה.
מסלול דרומי.
הזרמת מי הים האדום לים המלח דרך מובל בערבה ובאזור ים המלח. הפרויקט הוצע לראשונה בסוף שנות ה-70 של המאה ה-20. בתחילת שנות ה-90 הוצע הפרויקט בשנית, לבדיקה של ועדה המשותפת לישראל, לירדן ולארצות הברית, ואף נערכה בדיקת היתכנות מקדימה שהמליצה על הקמת הפרויקט. בשנת 2000 הוצע מתאר חדש לפרויקט על ידי רפי בנבנשתי, שזכה לתמיכת השר לשיתוף פעולה אזורי שמעון פרס ולהסכמה של ממשלת ירדן. המתאר החדש שילב את מטרת ייצוב המפלס ("הצלת ים המלח"), יחד עם התפלת מים לאזור ויצירת מודל לשיתוף פעולה אזורי לחיזוק השלום. המתאר המליץ לבצע את הפרויקט בצורה מודולרית (כל פעילות מרכזית של הפרויקט תיבחן ותתבצע בפני עצמה) ובשלבים. במרץ 2007 הפרויקט הופיע במסגרת יוזמת "מסדרון השלום הכלכלי" של שמעון פרס שאושרה על ידי ממשלת ישראל. הפרויקט נמצא בבדיקת היתכנות הנדסית, סביבתית וכלכלית, ביוזמת הבנק העולמי. עריכת הבדיקה מנוהלת על ידי וועדה משותפת של ישראל, ירדן והרשות הפלסטינית. התוצאות הסופיות של הבדיקה התפרסמו בשנת 2014. בין השותפים לבדיקה יש הסכמה שההמלצה תהיה לבצע את הפרויקט בצורה מודולרית ובשלבים. השלב הראשון יהיה ניסיוני לפרויקט כולו כדי למזער הסיכונים האקולוגיים. עלות ההשקעה המלאה בפרויקט להובלת 2,000 מלמ"ש מי ים והתפלה של 850 מלמ"ש מים שפירים והובלתם לירדן, ישראל והרשות הפלסטינית היא כ-10 מיליארד דולר. עלות הניסוי 200 מיליון דולר ועלות השלב הראשון, אם יוחלט לקדמו, עשויה להגיע ל-3.7 מיליארד דולר. במקביל לבדיקה זו, הגיש צוות מומחים של הבנק העולמי דו"ח על חלופות הנוספות לתעלת הימים.
הירדנים הודיעו שהם מעדיפים את תוכנית "מוביל הים האדום-ים המלח" (מה שמכונה "הפתרון הדרומי") לפתרון בעיית המים של ירדן. כמות האנרגיה שתיוצר על ידי תחנת הכוח ההידרואלקטרית תהיה קטנה מצרכי האנרגיה של מפעל ההתפלה המתוכנן, אבל תרומתה למאזן האנרגיה של הובלת מי הים תהיה משמעותית מאוד. כמות מי השתייה אותה ניתן להפיק במפעל התפלה, תוך הזרמת כל התמלחת לים המלח, מוגבלת על ידי כמות התמלחת אותה ניתן להזרים לים המלח.
ב-9 בדצמבר 2013 נחתם הסכם בין ישראל, ירדן והרשות הפלסטינית להנחת צינור שיוביל תמלחת ממפעל התפלה בעקבה לים המלח. זאת, כדי לבחון את השפעת ערבוב מי הימים על ים המלח, על-פי המלצת הבנק העולמי, כפרויקט ניסוי טרם בניית התעלה.
בדיקות החלופות של תעלת הימים.
בעשור הראשון של המאה ה-21 הושוו מספר ההצעות לתעלת הימים בוועדות לבדיקת חלופות למיזם ונעשו חישובים לסדרי העדיפויות לביצוע הפרויקטים. הבדיקות כללו השוואת נתונים בנושאי ההשקעות, הפקת אנרגיה, התפלה, וייצוב המפלס בים המלח. החלופות נבדקו על ידי מספר צוותים ביניהם: צוות מוסד שמואל נאמן למחקר מתקדם במדע וטכנולוגיה (2007), צוות מכון ירושלים (2011) וצוות שמונה על ידי הבנק העולמי (2012). לפי דברי צוות הטכניון - "מוסד נאמן": המטרה העיקרית של תעלת הימים צריכה להיות "מימוש שיקום ים המלח"; בכל החלופות יש אי ודאות וסיכונים מסוימים; הצמדת הפתרון של ים המלח לפתרון אזורי משולב להספקת מים שפירים יש בו יתרון; לחלופות הזרמת מי ים מצפון ומדרום יתרונות פרגמטיים על פני חלופות אחרות; לחלופה הצפונית יתרונות כלכליים - סביבתיים כשלחלופה הדרומית יתרונות יישומיים וייתכנות פוליטית. לפי דברי צוות מכון ירושלים: החלופה המיטבית היא הספקת מים שפירים מהכנרת לממלכת ירדן ללא קשר למטרה של ייצוב המפלס של ים המלח; מבין החלופות הדו תכליתיות החלופה הזולה ביותר לייצוב המפלס והספקת מים לירדן היא הזרמת מי ים לעמק בית שאן, התפלתם והזרמת המים השפירים לממלכת ירדן והתמלחת לים המלח; עלות חלופת הים האדום - ים המלח גבוהה בכעשרים וחמישה אחוזים מחלופת ים תיכון - עמק בית שאן; חלופת הים האדום שנבחרה להשוואה כוללת כריית מנהרה יקרה בעקבה (25% מעלות הפרויקט) במקום הובלת מי הים ישירות מצפון הים האדום בצינורות. אם מפחיתים את תוספת ההוצאה החלופות שוות בעלויות. הצוות שמונה על ידי הבנק העולמי בדק את החלופות הבאות: חלופות להספקת מים שפירים למדינות הגובלות לעמק בקע הירדן, חלופות לפתרון בעיית ירידת מפלס ים המלח, וחלופות לפתרון בעיית הזרימה המוגבלת בנהר הירדן ותוצאותיה. החלופות כללו רשימת המסלולים לעיל בתוספת חלופות של שיקום הירדן, הספקת מים לעמאן מהכנרת, והבאת מים שפירים לשיקום הירדן וים המלח בצינורות או בהובלה ימית מטורקיה ונהר הפרת. דו"ח מוקדם התפרסם בשנת 2010. הדו"ח הסופי התפרסם בספטמבר 2012. מסקנות הבדיקות של החוקרים מטעם הבנק העולמי הן:
השלכות סביבתיות.
למיזמי תעלת הימים, על מתאריה השונים, קמו מתנגדים מקרב הארגונים הירוקים, ובראשם השלוחה המזרח-תיכונית של ארגון "ידידי כדור הארץ" (Friends of the Earth). אלה טוענים כי הפרויקט, בעיקר במסלולו הדרומי, עלול לגרום לבעיות סביבתיות קשות. ארגונים אלו מציעים, כפתרון חלופי לאיזון מפלס ים המלח, להזרים אליו מים שפירים, מים מליחים ומים מוחזרים, בין השאר על ידי שימוש במי הכנרת, התפלת מי ים בחופי הים התיכון, הקמת מפעלי מיחזור מים בבקע הירדן וחידוש זרימת המים בהיקף גדול בנהר הירדן. לפי גורמי איכות הסביבה, יש לבחון פגיעה אפשרית בערכים סביבתיים הקשורים בים האדום, ים המלח והערבה; שאיבת מי ים בכמויות גדולות מהים האדום עלולה לפגוע באקולוגיה הימית של מפרץ אילת; הפרויקט עלול ליצור מפגעים בים המלח: ערבוב מי הים האדום בים המלח עלול ליצור מפגע של יצירת גבס בים המלח. יצירת הגבס נובעת מהמפגש של תרכובות הגופרית במי הים עם תרכובות הסידן במי ים המלח. הגבישים שנוצרים עלולים לרחף במי הים ולצבוע אותם בלבן. אפשרות הלבנת מי הים יש לה משמעויות סביבתיות והשפעה על תהליכי הייצור של מפעלי האשלג. הופעת מי הים האדום בשכבה העליונה של ים המלח עלולה ליצור שכבת מים עם ריכוז מלחים נמוכה יותר. בשכבה זו עלולה להתפתח תופעה של ריבוי של אצות ויצורים חד תאיים שהם בעלי צבע אדום/סגול. תופעה זו עלולה לגרום להאדמת מי הים. הובלת מי הים במוליכים בערבה, שהיא סביבה גאולוגית לא יציבה, עלולה לגרום לפגיעה במים התת-קרקעיים של האזור במקרה של נזילת מי ים מהמוליכים. הפרויקט הוא צרכן אנרגיה גדול להובלת מי הים, ההתפלה והובלת המים לצרכנים, וייצור אנרגיה זו עלול לגרום לנזקים סביבתיים. הקמת הפרויקט במפרץ אילת, הערבה וים המלח עלולה לגרום לפגיעה נופית ניכרת. גורמים אלה ונוספים גרמו לגופים ירוקים בישראל ובירדן להתנגד לפרויקט ולהציע פתרונות חלופיים לבעיית ירידת המפלס בים המלח ולבעיות הקטנת הזרימה של מים בנהר הירדן.
לפי גורמים התומכים בפרויקט, הוא יוצר גם אפשרויות חיוביות. הובלת מי ים ותמלחת לים המלח תאפשר הפסקת התהליך ירידת פני ים המלח על כל סכנותיו ופגיעתו בסביבה, ייצוב מפלס הים ואולי גם הרמתו לאורך זמן. התפלת המים לשימוש בירדן והובלת התמלחת לים המלח עשויה לחסוך את הצורך להקים מפעלי התפלה באזורים אחרים ופגיעה סביבתית הקשורה בכך. הפרויקט ייצר אנרגיה הידרו חשמלית שהיא ידידותית לסביבה. נושא ההשפעה הסביבתית של הפרויקט והאלטרנטיבות בנושאי הטיפול במפלס ים המלח, הבעיות בנהר הירדן והתפלת המים לצרכנים באזור נבדקו בבדיקה יסודית של צוותים שהוקמו לצורך זה על ידי הבנק העולמי.
דו"ח של המכון הגאולוגי, אוניברסיטת פורטלנד, המכון למדעי החיים באוניברסיטה העברית וחברת תה"ל, שנערך במסגרת הבדיקה של הבנק העולמי קובע שהתנאים השוררים היום בים המלח יתקיימו עד להיקף הזרמה של מי ים או תמלחת של עד 400 מיליון ממ"ק (מטר מעוקב) לשנה. הזרמה של מעל ל-600 מיליון ממ"ק לשנה עלולה ליצור תופעה של הלבנה של מי הים. תופעת ההלבנה מותנית בגודל הגבישים שייווצרו. לפי החוקרים ייתכן שניתן למנוע ריחוף של הגבס במי הים על ידי הוספת גבס בתהליך הערבוב מי הימים. שיכוב של מי הים/תמלחת המוזרמים לא יתרחש בהזרמה של עד 600 מיליון ממ"ק לשנה. כדי לייצב את ים המלח צריך להזרים אליו יותר מ-700 מיליוני ממ"ק מי ים, תמלחת או מים שפירים לשנה. הזרמה של כמות מעל 700 מלמ"ש עלולה ליצור שכבתיות בים המלח ובשכבה העליונה ייתכנו אצות אדומות ויצורים חד תאיים שעלולים לשנות את האקולוגיה של הים. ייתכן ופריחת האצות תימנע בשל היווצרות הגבס שסופח את הזרחן והברזל החיוניים לפריחה. הזרמת התמלחת לים צריכה להיות בתנאים מבוקרים במפרץ הים הנמצא ממזרח ללשון.