南水北调东线一期在济宁市分为两路，一路从韩庄泵站（第9级泵站）进入韩庄运河，然后进入南四湖下级湖进行调蓄；另一路从蔺家坝站进入下级湖，通过二级坝泵站（第10级泵站），提水进入上级湖。梁济运河通过长沟泵站（第11级泵站）提水，经此到邓楼泵站（第12级泵站）提水至柳长河。调水由济宁市进入泰安市东平县境内，由八里湾泵站（第13级泵站）提水入东平湖，全长198公里。
涉及济宁市的工程项目有南四湖至东平湖段输水工程、水资源控制工程、影响工程、截污导流工程、续建配套工程。其中，济宁市南水北调续建配套工程设计年调水量4500万立方米，总投资约4.9亿元，分别向济宁高新区、邹城市、兖州市、曲阜市供水。境内一期工程调水规模为入下级湖200立方米/秒进行调蓄，调蓄水位32.8米，经二级坝泵站125立方米/秒入上级湖，调蓄水位34米，经梁济运河通过长沟泵站100立方米/秒和邓楼泵站100立方米/秒，提水至东平湖新湖区内的柳长河，输水时间为10月至翌年5月，年输水天数为240天，干流水质稳定达到国家水环境质量Ⅲ类水标准。
2002年12月27日，南水北调东线工程济平干渠调水工程开工。2004年11月18日，南水北调东线韩庄运河段开工。2007年12月4日，南水北调姚楼河闸、杨官屯河闸工程建设用地交付使用。2008年12月31日，济宁段截污导流工程动工，开工建设微山、梁山、济宁城区3处截污导流工程，实现年内7处截污导流工程全部开工目标。2009年6月4日，南水北调一期工程南四湖—东平湖段输水与航运结合工程开工，包括南四湖湖内疏浚、梁济运河输水航道、柳长河输水航道、长沟泵站、邓楼泵站、引黄灌区灌溉影响处理等工程，至2010年年底，部分工程正在积极实施中。
柳长河节制闸 （2010年摄）
南四湖至东平湖段工程 南四湖湖内疏浚工程从梁济运河入湖口—南阳湖南沿湖内航道进行疏浚，长28.897公里，设计输水流量125～100立方米/秒，设计底高程29.3米，底宽68米。梁济运河输水航道工程从入湖口——邓楼泵站下，长58.25公里，按三级输水航道设计，流量100立方米/秒，其中湖口——长沟泵站段河底高程28.7米，底宽66米，长沟泵站段，河底高程30.8米，底宽45米。柳长河输水航道工程从邓楼泵站站上至八里湾泵站站下，长20.98公里，按三级输水航道设计，流量100立方米/秒，河底高程33.2米，河底宽45米。长沟泵站是南水北调东线工程的第11级抽水梯级泵站，设计输水流量100立方米/秒，净扬程3.89米，安装全调节式立式轴流泵4台，三用一备，单机流量33.5立方米/秒，泵站总装机容量8960千瓦。邓楼泵站是第12级抽水梯级泵站，设计输水流量100立方米/秒，净扬程3.57米，安有4台全调节式立式轴流泵，三用一备，单机流量33.5立方米/秒，泵站总装机容量8960千瓦。引黄灌区灌溉影响处理工程，包括对梁山县106座水工建筑物进行新建和改造，用以解决梁济运河、柳长河输水对陈垓、国那里两处引黄灌区带来的不利影响。 济宁南水北调工程位置图
南水北调工程总体布局图
2009年6月4日，南水北调东线一期南四湖至东平湖段输水与航运结合工程开工仪式举行。
水资源控制工程 南四湖水资源调控工程包括二级坝泵站枢纽工程、杨官屯河闸、大沙河闸、姚楼河闸工程。二级坝泵站枢纽工程为南水北调东线工程的第10级抽水梯级泵站，设计输水流量125立方米/秒，主要任务是将水从南四湖下级湖提至上级湖。杨官屯河闸位于微山县与江苏沛县交界处的杨官屯河入南四湖湖口处，共2孔，单孔净宽10米，其任务是在南水北调运行期间，加强对南四湖水资源的控制与管理，并兼有挡洪、泄洪、排涝和通航等功能。大沙河闸位于大沙河入湖口处，包括节制闸和船闸，主要功能是加强对南四湖水资源的控制与管理，并兼有挡洪、泄洪、排涝和通航等功能。姚楼河闸位于姚楼河入南四湖的湖口处，共2孔，单孔净宽10米，主要功能是加强对南四湖水资源的控制与管理，并兼有挡洪、泄洪、排涝和通航等功能。 南四湖下级湖工程 包括工程措施和非工程措施。工程措施是开挖截渗沟、扩（改）新建排水站工程及配套建筑物、滨湖涝洼地改造等。非工程措施主要是渔湖民生产生活设施补偿、调整生产结构补贴等。 截污导流工程 包括济宁、曲阜、梁山、微山、鱼台、金乡、嘉祥7处截污导流工程，是南水北调东线第一期工程“治、用、保”污染综合防治体系的组成部分，作用是将污染治理达标后的中水进行截、导、蓄、用，在调水期间使其不进入或少进入调水干线，以保证干线工程输水水质。 续建配套工程 南水北调东线工程，计划给济宁年调水量4500万立方米，总投资约5.3亿元，主要向济宁高新区、邹城市、兖州市、曲阜市等4市区供水，对沿线引水工程及建筑物进行续建和配套。 除险加固后的尼山水库大坝 （2005年5月摄）
南四湖至东平湖段工程 南四湖湖内疏浚工程从梁济运河入湖口—南阳湖南沿湖内航道进行疏浚，长28.897公里，设计输水流量125～100立方米/秒，设计底高程29.3米，底宽68米。梁济运河输水航道工程从入湖口——邓楼泵站下，长58.25公里，按三级输水航道设计，流量100立方米/秒，其中湖口——长沟泵站段河底高程28.7米，底宽66米，长沟泵站段，河底高程30.8米，底宽45米。柳长河输水航道工程从邓楼泵站站上至八里湾泵站站下，长20.98公里，按三级输水航道设计，流量100立方米/秒，河底高程33.2米，河底宽45米。长沟泵站是南水北调东线工程的第11级抽水梯级泵站，设计输水流量100立方米/秒，净扬程3.89米，安装全调节式立式轴流泵4台，三用一备，单机流量33.5立方米/秒，泵站总装机容量8960千瓦。邓楼泵站是第12级抽水梯级泵站，设计输水流量100立方米/秒，净扬程3.57米，安有4台全调节式立式轴流泵，三用一备，单机流量33.5立方米/秒，泵站总装机容量8960千瓦。引黄灌区灌溉影响处理工程，包括对梁山县106座水工建筑物进行新建和改造，用以解决梁济运河、柳长河输水对陈垓、国那里两处引黄灌区带来的不利影响。 济宁南水北调工程位置图
南水北调工程总体布局图
2009年6月4日，南水北调东线一期南四湖至东平湖段输水与航运结合工程开工仪式举行。
水资源控制工程 南四湖水资源调控工程包括二级坝泵站枢纽工程、杨官屯河闸、大沙河闸、姚楼河闸工程。二级坝泵站枢纽工程为南水北调东线工程的第10级抽水梯级泵站，设计输水流量125立方米/秒，主要任务是将水从南四湖下级湖提至上级湖。杨官屯河闸位于微山县与江苏沛县交界处的杨官屯河入南四湖湖口处，共2孔，单孔净宽10米，其任务是在南水北调运行期间，加强对南四湖水资源的控制与管理，并兼有挡洪、泄洪、排涝和通航等功能。大沙河闸位于大沙河入湖口处，包括节制闸和船闸，主要功能是加强对南四湖水资源的控制与管理，并兼有挡洪、泄洪、排涝和通航等功能。姚楼河闸位于姚楼河入南四湖的湖口处，共2孔，单孔净宽10米，主要功能是加强对南四湖水资源的控制与管理，并兼有挡洪、泄洪、排涝和通航等功能。 南四湖下级湖工程 包括工程措施和非工程措施。工程措施是开挖截渗沟、扩（改）新建排水站工程及配套建筑物、滨湖涝洼地改造等。非工程措施主要是渔湖民生产生活设施补偿、调整生产结构补贴等。 截污导流工程 包括济宁、曲阜、梁山、微山、鱼台、金乡、嘉祥7处截污导流工程，是南水北调东线第一期工程“治、用、保”污染综合防治体系的组成部分，作用是将污染治理达标后的中水进行截、导、蓄、用，在调水期间使其不进入或少进入调水干线，以保证干线工程输水水质。 续建配套工程 南水北调东线工程，计划给济宁年调水量4500万立方米，总投资约5.3亿元，主要向济宁高新区、邹城市、兖州市、曲阜市等4市区供水，对沿线引水工程及建筑物进行续建和配套。 除险加固后的尼山水库大坝 （2005年5月摄）