延安市位于陕西省北部，地处延河中游，市区规划面积13.4km2，有人口约20万人。城市水源虽有延河、西川河、南川河等，但城区内水资源仍然贫乏。为解决延安市供水，水利部、陕西省委和省政府决定修建延安供水工程，要求设计单位按照水利部水利水电规划设计总院1996年7月对《延安市王瑶水库供水工程可行性研究报告》的审查意见，尽快完成初步设计及施工详图。本院由聂学法、王文成等人承担设计任务，工程初步设计于1997年3月完成。
王瑶水库位于安塞县境内延安支流杏子河中游，多年平均径流3940万m3，该库于1972年9月建成，坝高55m，为均质土坝，设计总库容2.03亿m3，是一座大（2）型水库，扣除淤积库容，现有总库容1.08亿m3。该工程原设计是以防洪为主，兼有灌溉发电的大（2）型水库。从工程设计上考虑，该库既要确保延河下游防洪安全，又要使水库成为延安市可靠的供水水源地。
初设根据王瑶水库34年实测水沙资料，选用多种水库运用方式，进行50年模拟调节，确定水库除枯水、枯沙年之外，每年汛期7月至8月中旬，水库为泄空排沙期，9月开始蓄水，年供水天数为305天，设计流量0.58m3/s，日供水5万t，多年平均供水1510.4万t。
王瑶水库泄空排沙期间的供水任务，由王瑶水库与延安市区之间的陈则、方塔两水库，作为补充水源。供水方式，采用各库水量统一调度。另外，还可以将延河水抽入这两座水库蓄存，以备汛期或管道事故检修期保证城区用水。
方塔水库距延安市3.5km，1993年延安市城建局按照省水电设计院编制的水库除险加固改善设计，对方塔水库进行了施工，于1994年完成投入运行，该库坝高42m，总库容370万m3，兴利库容268.77万m3，该工程对缓解汛期用水紧张，起到了保证作用。
据延河北关水厂18年水沙资料，每年10月至翌年4月在保证延安市用水的同时，均可引延河水入库，本工程云坪调压池水面高程1047m，方塔水库蓄水位1037.3m，尤其在夜间用水量小的情况下，自压充水入库是有条件的。
陈则水库位于王瑶水库下游右岸0.8km的沟道，沟谷切割深，植被较好，拟建土坝，坝高32.1m，总库容48.9万m3，兴利库容33.3万m3。 保证王瑶水库汛期泄空排沙期的城市用水，必须作好反调节水库的维修管理包括后续备用库，因方塔陈则两库本身也存在水库淤积问题。
王瑶水库供水工程包括水源、输水管道、农村水厂、调压池、监测计算机系统管理等。工程于1996年10月17日举行开工典礼，省长程安东、水利部副部长朱登铨等出席。1997年12月28日通水，12月31日举行通水庆典，国务院总理李鹏题写“延安供水工程纪念碑”碑名，水利部部长钮茂生为纪念碑揭碑。2001年5月，省水利厅主持召开了延安供水工程竣工验收会，通过对该工程的验收。
该工程输水管道由王瑶水库电站尾水取水至延安北关水厂，全长52m，高程差约180m，采用单管低压输水，为保证低压供水，分别在安塞县招安镇及云坪村两处各设一个调压池，并在招安镇及沿河湾两处各设1个小型水厂。