大汶河，在县境北部，为宁阳县与泰安市岱岳区、肥城市的界河，南距县城15.5公里。古称汶水，亦称汶河。清咸丰元年重修《宁阳县志·山川》记载，“汶河，即《禹贡》‘浮于汶’之汶也”。主流起源于沂源县松崮山南麓的沙崖子村，迂回西流。上游源流众多，至汶口坝为两支，北支诸水在泰安市岱岳区大汶口以东为牟汶河，为主流，南支茶棚电站东南为柴汶河，两支在汶口坝汇为一流，故下称大汶河。交汇处，建有东南西北向相连的茶棚坝和汶口坝。
大汶河自华丰镇高村西北入宁阳边境起，流经磁窑、宁阳经济开发区、蒋集、堽城、伏山、鹤山6个乡镇（开发区）北沿，在鹤山乡琵琶山北麓出境，过境河段长48.9公里，有堤防段39.7公里。据临汶水文站观测，年平均流量39.2立方米每秒，汛期一般流量为2000—4000立方米每秒，1918年大汶口最大洪峰流量1.03万立方米每秒。年平均流砂量196万吨。汶口拦河坝下游，有2公里多石灰岩河底，位于河中及茶棚、堡头两村，京沪铁路桥和104国道大桥均建于此段。桥西至东孙家滩长约14公里，河段顺直宽阔，河宽达1500米左右，以下河段弯曲，形成多处险工，自高桥以西，大汶河南堤以外地势南倾，地面径流向南，南岸的两筒碑、老闸湾、石梁口、陶家口、桑安口均是历史上有名的险工段，南堤则是宁阳以南诸县的防洪屏障。据1994年新修《宁阳县志》记载，历史上该河段曾多次决口，有“开了石梁口，三县（滋阳、济宁、汶上）跟着走”之说。堽城坝村北是号称大汶河第二道“钢箍”的石底河段，长300余米，历史上有名的引汶济运工程堽城坝即建于此，现旧坝早已冲毁。1958年在原坝址上重建了新拦河坝引水灌溉。汶水西流至东皋村东，分为南北两支，至琵琶山北汇合西流。该段汇入的支流，汶口坝以上在宁阳境内有柴汶河，以下有海子河、潮河、苗河、王家河，总流域面积360.3平方公里。自高桥村以西，南岸地势南倾，汶河以南地面径流汇入泗河水系，故大汶河南堤即是汶、泗分界线，也是宁阳、兖州诸县的防洪屏障。
大汶河历史洪灾 从明朝洪武年间至民国七年大汶河决口在宁阳有记载的11次。
明洪武二十六年（1393年），先是汶决宁阳，南过滋阳、西至汶上，水高丈余……田禾皆没。
明洪武二十七年（1394年）宁阳决汶，侵民田。
明万历二十五年（1597年）……三汶横渍，宁阳县令李君请发水冲金钱三百六十有奇，治河徒役三百人，堵复溃堤。
清顺治四年（1647年）汶水大涨，堽城决堤，县城西北两门水盈尺。
清康熙四十一年（1702年）六月淫雨。汶水大涨，十九日诸堤并决，田禾淹没。
清康熙五十五年（1716年）六月。汶水暴涨，桑家、安家等决口三百六十丈。宁阳、滋阳、济宁、汶上均受其害。
清雍正八年（1730年）夏大水，石梁决口，田庐淹没。
清乾隆三十六年（1771年）夏大水，石梁决口。
清嘉庆十六年（1811年）汶水大涨。堽城、石梁、桑安决口。
清道光二十六年（1846年）五月二十六日，六月初二日，大霖雨，汶河涨决堽城、石梁等口各一百余丈。
民国七年（1918年）从四月底，连续降雨四十五天，平地水深尺许，五月二十一日，汶河最大洪峰流量10300立方米每秒,南岸黄泥道口突然决堤，平地积水六尺多。宁阳城陷于洪水之中，西部60万亩耕地全部被淹。
1957年7月20日至9月连续降大雨、暴雨32次，西部雨量470毫米，东部地区雨量达600毫米左右，汶河上游雨量较大，曾出现3次洪峰，最大洪峰流量6810立方米每秒，个别地方出现危险状态。
1964年7月1日至9月14日，全县降雨量达1175.8毫米，东疏一带3日降雨488毫米，是建国后最多的一年。大汶河出现3次洪峰，最大洪峰流量6780立方米每秒，个别地方出现危险状态。
大汶河治理 据1991年版《宁阳县水利志》记载，“金大定二十六年（1186年），决春城（今鹤山乡八大荒至徐家平一带）十余里，邑人谭洪作堤捍之。”后人为纪念谭洪治水的功德，于泰和元年（1201年）在他的家乡堽城镇张家店村立碑铭记。元宪宗七年（1257年），开始在堽城里村北大汶河河段筑古代著名水利工程堽城坝，遏汶水南流，由洸河注入济宁，以利南北漕运。明代迁都北京后，江南的贡赋和大量的物资要通过大运河运至京都。据《造堽城石堰记》碑文记载：明宪宗成化九年（1473年）在元代堽城坝（闸）下游八里处的大汶河河床石基上，开始建石坝，坝底宽二十五尺，面宽十七尺，长一千二百尺（明营造尺为32厘米），自下而上垒石七级，设置闸板，抑控水流，两端各设逆水雁翅一个、顺水雁翅一个。后因停止济运，石坝年久失修。清康熙五十五年（1716年）六月，汶河水暴涨，冲决石梁、桑家、安家等堤堰，大水殃及宁阳、滋阳（今兖州市）、济宁、汶上等县。康熙五十八年（1719年）二月，巡抚李树德亲临视察并实地测量，同时提议地方官吏捐献银两加固堽城大坝，他带头捐献2000两白银，在他的带动下，各级官吏纷纷解囊，共得白银5000两。李树德责令宁阳知县季廷铨负责召集民工，限期完成大坝的修筑任务。五月水归故道。雍正七年（1729年），汶河水在堽城坝东大闸附近南流量急增，大坝日益被穿凿，雍正帝特下诏书在大坝西侧再加固一道土堰，堽城坝才得以安全。嘉庆十六年（1811年），汶决石梁、桑安口，宁阳知县陈淦督修土堤两段，计八十一丈。清咸丰五年（1855年）黄河夺清入海后，汶河成为黄河下游最末一条大支流。大汶河宁阳段的堽城坝，其作用是拦截汶水，流经洸河，注入济宁大运河，抬高运河水位，使南来北往的船只畅通无阻。溢坝西去的滔滔汶水注入东平湖，成为历史上最早的“三分朝天子，七分下江南”的古代水利工程。光绪十年（1884年）二月，修堤七百三十八丈六尺，加高培土，筑城西石坝3座，石梁三合土坝3座。
新中国成立后，各级党委、政府为彻底根治水患，变害为利，对大汶河的防汛、防洪工程建设高度重视。1957年冬，全县调集13000名民工，在明代堽城坝旧址处兴建西引汶灌溉工程，并有新泰、莱芜、平阴、泰安等地500名技工支援。1958年4月完成拦河坝、进水闸、冲沙闸3项枢纽工程，5月开闸放水。这项工程不仅确保了堽城坝以西百姓的安全，而且增加贫水乡镇农田的灌溉面积30万亩。在施工过程中，还对堽城坝进行加固重修，在堰址上改建成梯形浆砌料石重力溢流坝，大坝全长405米，高2.7米，顶宽4米。
1959年9月，又开工建设东引汶灌溉工程，全县组织10000余名民工日夜施工。该工程东起宁阳县东部磁窑镇茶棚坝，西至堽城镇月牙河水库，总干渠里程22.5公里，分干渠2条、14公里，支干渠7条、76.4公里，斗渠104条、131.9公里，可增加灌溉面积1万余亩。1960年竣工启用。
1964年在堽城里村建立宁阳县大汶河管理段，建起专管和群管相结合的管理组织，并进行了多次清淤、除障、护坡、复堤，河上建有滚水坝三座，排水涵洞3处，放水闸3处，挑流坝7座，铁路桥2座，公路桥4座和乡村路石板桥1座。
1997—2005年，历时八年，县政府又对大汶河实施了六期防洪治理工程，主要完成的工程项目有：修复堤防39.56公里，新建及维修接长涵闸13座，险工护砌5530米，加固挑流坝3座237米，维修加固围庄堰700米，修筑防汛公路1700米，修建堤防标准段6公里。完成工程量50.45万方，工日20.62万个，总投资1596.71万元，其中省市投资704.51万元，县乡自筹892.2万元。所有工程项目均顺利通过了竣工验收和审计，工程质量全部被评为优良等级，基本达到二十年一遇洪水标准。
近几年，由于大汶河采砂对防汛工程造成一定影响，县委、县政府于2004年成立“宁阳县河道管理局”与“宁阳县砂资源管理局”。该单位一套机构，挂两个牌子。同时，县政府以宁政发〔2004〕63号文出台了《宁阳县砂资源管理办法》，进一步规范了大汶河砂资源管理，确保了行洪安全。