东平湖库区自1949～1982年，共蓄洪运用6次，其中老湖4次，新湖2次。
1949年9月14日，黄河秦厂站出现1.23万秒立方米洪水。15日，马山头黄堤决口。16日，大陆庄民堰决口。洪水入湖后，旧临黄堤、运东堤39公里的堤段险情接连发生。东平县委书记李峥、县长赵业刚等党政领导带领1万多名干部群众，抢修子堰，加固险工。由于洪水猛涨，水位超过堤防高度，终于在刘庄决口。随即组织船只、人员进行抢救，保障了七区群众的安全，减少了财产损失。刘庄决口后，又在运西堤八里湾、三里铺、宋江碑等处决口4处，并在宋金河南堤3处决口进水。当时，黄河除从清河门、荫柳棵一带倒灌入湖外，子路、铁山、银山等山口间的民堰，十里堡至徐庄民堰和大陆庄山东面的旧临黄堤，各段湖堤、运河堤，大部漫溢过水。洪水水位达42.25米。东平、汶上被淹村庄264个，耕地18万亩。梁山、南旺县被淹村庄700个，耕地60万亩，并影响到郓城、嘉祥、济宁、巨野等县市部分土地。计淹没面积达2000平方公里，灾情严重。
1954年8月13日，黄、汶洪水进入老湖，湖水位猛涨到42.94米（土山水位站），梁山县堤防受到严重威胁。上级决定在黑虎庙向堤子区爆破蓄洪。东平县委书记吴瑞泉、县长苏元光带领各级干部，组织900多只船投入抢救。在附近沿湖村庄和湖外搭建临时棚，安置受灾群众。这次蓄洪共淹地12.5万亩，倒塌房屋32366间。受灾后，地、县、区党政领导对灾区群众的生产、生活、医疗等方面作了妥善安置。先后三次拨款3.93万元，使灾区人民迅速恢复生产，重建家园。
同年12月，堤子区蓄水位仍在40.5米以上，积水1.09亿立方米。为能在1955年3月涸地耕种，并为春修解决土场，省、地、县三级建立了东平湖蓄洪区排水指挥部。调运抽水机159台，2780马力，其中山东省水利局24台，400马力；淮委16台，400马力；水利部23台，480马力；黄委6台，150马力；新购买90台，1350马力。共调集干部80人，技工150人，助手100人，开支经费62.89万元。1954年12月开始，1955年3月底结束。
1957年7月19日，黄河花园口站洪水流量13000秒立方米，大汶河临汶站洪水流量6810秒立方米，戴村坝水文站洪水流量6020秒立方米。稻屯洼被迫蓄洪后，黄汶洪水进入东平湖老湖，湖水位44.06米，超过设计水位0.56米，堤顶超出水面仅在0.7米左右。在新湖内居民和粮、物已全部搬出的前提下，黑虎庙蓄洪口门已埋好炸药，作好了第二次向新湖蓄洪的准备。但当时风小无浪，上游水情缓和。东平县委书记崔俊峰向省、地防汛指挥部汇报了雨情、水情。经省、地领导批准，加强了大堤防守措施，没有爆破分洪，避免了损失。
1958年7月17日，黄河花园口站发生2.23万秒立方米特大洪水。7月21日24时，湖水位达到44.81米，已超出当时堤顶高程1厘米。全县干部群众和驻军18200多人在老湖堤和运东堤等长达30公里长的险工段昼夜抢修子埝，苦战10昼夜，完成土方12万立方米。做到了水涨堤高，终于战胜了洪水，保证了安全。
1960年7月19日，山东省防汛指挥部做出东平湖水库蓄水运用的决定。并要求库区群众务于7月24日迁移安置完毕。7月26日，徐庄、耿山口启闸，东平湖开始蓄水。7月28日，爆破二道坡口门，向梁山新湖区放水。8月5日，破刘庄口门，向东平新湖区放水。9日新老湖水位趋平。9月1日十里堡进湖闸正式运用。三个闸最大进湖流量1250秒立方米，东平湖区土山站最高水位43.5米，至9月5日闸门全部关闭。共蓄水24.2亿立方米。11月9日后，陆续开放进、出湖闸，向黄河泄水。年底，湖水位降至42.5米，保持到1961年3月。同年汛期前水位降到41米。1963年，二级湖堤堵复，柳长河闸建成放水后，新湖区水位始降至40米以下，大部分土地恢复耕种。这次蓄水运用，暴露了工程质量差、兴利工程不配套等问题。蓄水后又放出，群众损失严重，教训深刻。
1982年8月2日22时，黄河花园口站出现1.53万秒立方米的洪峰流量。为保证黄河下游安全，中央防汛总指挥部决定运用东平湖老湖区分洪。8月6日22时林辛闸开闸分洪，7日11时十里堡闸分洪。两闸进入湖流量最大为2400秒立方米，8月9日两闸关闭，老湖进水总量4亿立方米。10日6时，刘庄最高水位42.25米。分洪后，艾山站下泄流量7430秒立方米，保证了黄河下游安全。但由于洪水中含有大量泥沙，造成6275亩土地沙化。
东平湖水库近期防洪水位定为44～44.5米，相应蓄洪量30.4亿立方米，除去老湖底水和予留给汶河来水量，实际蓄洪能力仅20亿立方米。按黄河3日来湖水量20亿立方米计算，可在3日内平均削减黄河洪峰流量7500秒立方米，从而控制艾山以下黄河行洪不超过1万秒立方米，保证黄河洪水安澜入海。
东平湖水库运用情况统计表
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┃ 分洪时间 │ 洪水流量（秒立方米） │ 分洪区别 │ 分洪后湖水位 │ 分洪水量 │ 备注 ┃
┃ ├───────┬─────┤ │ （米） │ （亿立方米） │ ┃
┃ │ 黄河 │ 汶河 │ │ │ │ ┃
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┃ 1949年9月16日 │ 秦厂站 │ — │ 运堤漫溢决口，东平、梁山、汶 │ — │ — │四个县900多个村100万亩地受灾┃
┃ │ 12300 │ │上、南旺四个县 │ │ │ ┃
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┃ 1954年8月13日 │ 秦厂站 │ 临汶站 │先灌老湖后，在黑虎庙口、门爆破│ 42.94 │ — │ 湖堤当时顶高43.6米 ┃
┃ │ 15000 │ 2280 │堤灌东平新湖 │ │ │ ┃
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┃ 1957年7月19日 │花园口站13000 │ 临汶站 │ 黄汶洪水并遇入老湖 │ 44.06 │ 7.9 │汶河戴村坝洪峰流量6020秒立方┃
┃ │ │ 6220 │ │ │ │米 ┃
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┃ 1958年7月19日 │花园口站22300 │ — │ 黄河水倒灌入老湖 │ 44.81 │ 9.6 │ ┃
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┃1960年7月26日～9月│ 花园口站4000 │ 临汶站 │先蓄老湖，后蓄东平、梁山县新湖│ 43.50 │ 24.2 │ ┃
┃5日 │ │ 540 │ │ │ │ ┃
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┃ 1982年8月6～9日 │花园口站15300 │ — │ 开十里堡、林辛二进湖闸入老湖 │ 42.25 │ 4.0 │ ┃
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东平湖水库水位、库容、面积相关表
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┃ 水 │ 老湖区 │ 新湖区 │ 全湖 ┃
┃ 位 ├──────────┬──────────┼────────────┬────────┼────────┬─────────┨
┃ （米） │ 库容 │ 面积 │ 库容 │ 面积 │ 库容 │ 面积 ┃
┃ │ （亿立方米） │ （KM2） │ （亿立方米） │ （KM2） │ （亿立方米） │ （KM2） ┃
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┃ 38.0 │ — │ — │ — │ — │ — │ — ┃
┠──────┼──────────┼──────────┼────────────┼────────┼────────┼─────────┨
┃ 38.5 │ 0.017 │ 6.0 │ 0.18 │ 81 │ 0.197 │ 87 ┃
┠──────┼──────────┼──────────┼────────────┼────────┼────────┼─────────┨
┃ 39.0 │ 0.10 │ 62.0 │ 0.83 │ 177 │ 0.93 │ 239 ┃
┠──────┼──────────┼──────────┼────────────┼────────┼────────┼─────────┨
┃ 39.5 │ 0.44 │ 96.0 │ 1.92 │ 256 │ 2.36 │ 352 ┃
┠──────┼──────────┼──────────┼────────────┼────────┼────────┼─────────┨
┃ 40.0 │ 0.98 │ 115.0 │ 3.37 │ 315 │ 4.35 │ 430 ┃
┠──────┼──────────┼──────────┼────────────┼────────┼────────┼─────────┨
┃ 40.5 │ 1.65 │ 133 │ 5.10 │ 365 │ 6.75 │ 498 ┃
┠──────┼──────────┼──────────┼────────────┼────────┼────────┼─────────┨
┃ 41.0 │ 2.37 │ 149 │ 7.00 │ 403 │ 9.37 │ 552 ┃
┠──────┼──────────┼──────────┼────────────┼────────┼────────┼─────────┨
┃ 41.5 │ 3.14 │ 167 │ 9.04 │ 416 │ 12.18 │ 583 ┃
┠──────┼──────────┼──────────┼────────────┼────────┼────────┼─────────┨
┃ 42.0 │ 3.95 │ 182 │ 11.12 │ 418 │ 15.07 │ 600 ┃
┠──────┼──────────┼──────────┼────────────┼────────┼────────┼─────────┨
┃ 42.5 │ 4.86 │ 192 │ 13.22 │ 418 │ 18.08 │ 610 ┃
┠──────┼──────────┼──────────┼────────────┼────────┼────────┼─────────┨
┃ 43.0 │ 5.78 │ 198 │ 15.32 │ 418 │ 21.10 │ 616 ┃
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┃ 43.5 │ 6.75 │ 203 │ 17.43 │ 418 │ 24.18 │ 621 ┃
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┃ 44.0 │ 7.77 │ 205 │ 19.54 │ 418 │ 27.31 │ 623 ┃
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┃ 44.5 │ 8.82 │ 206 │ 21.60 │ 418 │ 30.42 │ 624 ┃
┠──────┼──────────┼──────────┼────────────┼────────┼────────┼─────────┨
┃ 45.0 │ 9.87 │ 207 │ 23.67 │ 418 │ 33.54 │ 625 ┃
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┃ 45.5 │ 10.90 │ 208 │ 25.77 │ 418 │ 36.67 │ 626 ┃
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┃ 46.0 │ 11.94 │ 209 │ 27.85 │ 418 │ 39.79 │ 627 ┃
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