Các nghiên cứu quy hoạch lập cho hệ thống Sông Nhuệ từ năm 1932 đến năm 1974 đều quy định: toàn bộ lƣu vực sông Nhuệ nằm phía thƣợng lƣu cống điều tiết Hà Đông đều tiêu tự chảy ra sông Nhuệ.
Quy hoạch hoàn chỉnh thủy nông giai đoạn 1974-1976 cũng quy định toàn bộ lƣu vực sông Nhuệ nằm phía thƣợng lƣu cống điều tiết Hà Đông đều phải tiêu vào sông Nhuệ. Quy hoạch này cũng quy định mực nƣớc thiết kế tiêu trên sông Nhuệ tại Hà Đông là 5,44 m và cho biết: nếu mực nƣớc tại Hà Đông ở mức dƣới cao trình +4,5 m thì toàn bộ khu vực phía trên cống Hà Đông sẽ đƣợc tiêu tự chảy ra sông Nhuệ. Trong quy hoạch này cũng đề xuất: các khu vực trũng không có khả năng tiêu tự chảy bắt buộc phải xây dựng thêm các trạm bơm cục bộ tiêu trực tiếp vào sông Nhuệ.
Quy hoạch 1974-1976 không quy định tiêu ra sông Đáy nhƣng do yêu cầu tiêu nƣớc trên lƣu vực nghiên cứu nói riêng và trên cả hệ thống sông Nhuệ nói chung ngày một cao trong khi khả năng tiêu thoát nƣớc của sông Nhuệ bị hạn chế (do cao trình bờ đê còn thấp và mực nƣớc tại cửa ra sông Nhuệ tại Phủ Lý luôn ở
mức cao) dẫn đến tình trậng úng ngập xảy ra thƣờng xuyên trong suốt mùa mƣa. Để khắc phục tình trạng nói trên, năm 1985 trên lƣu vực nghiên cứu đã xây dựng thêm trạm bơm Song Phƣơng lắp 25 tổ máy loại 2.500 m3/h tiêu cho lƣu vực 2.200 ha phía tây bắc của vùng.
Quy hoạch năm 1997 phân lƣu vực nghiên cứu thành hai tiểu vùng: tiểu vùng tiêu ra sông Đáy do trạm bơm Song Phƣơng đảm nhận 2.200 ha; tiểu vùng tiêu vào sông Nhuệ bao gồm toàn bộ số diện tích còn lại là 17.238 ha, trong đó chỉ có khoảng 6.080 ha có khả năng tiêu tự chảy, còn lại phải tiêu bằng động lực.
Quy hoạch năm 2007 cũng chia lƣu vực nghiên cứu thành hai tiểu vùng: tiều vùng tiêu ra sông Đáy có 16.348 ha do trạm bơm Yên Nghĩa (xây dựng mới) và Song Phƣơng (cải tạo nâng cấp); tiểu vùng tiêu vào sông Nhuệ có 3.090 ha. Hệ số tiêu thiết kế trung bình toàn lƣu vực nghiên cứu là 11,6 l/s.ha (lấy bằng hệ số tiêu của lƣu vực nội thành Hà Nội sau khi trạm bơm Yên Sở 2 đƣợc xây dựng và đƣa vào khai thác).
Quy hoạch năm 2009 quy định toàn bộ lƣu vực nghiên cứu đƣợc tiêu ra sông Hồng và sông Đáy qua các trạm bơm: Liên Mạc (ba đơn nguyên) và Nam Thăng Long tiêu ra sông Hồng; các trạm bơm Yên Nghĩa, Đào Nguyên (Song Phƣơng cũ) và Yên Thái tiêu ra sông Đáy. Hệ số tiêu trung bình toàn lƣu vực là 19,7 l/s.ha.