京杭运河流经枣庄市滕州、薛城、峄城、台儿庄四区（市）14处乡镇，航道总里程99.1公里，流域面积2042平方公里。主要航道有4条，分别是韩庄运河、伊家河、滕州港进港航道、枣庄港进港航道。这些航道同其周边支流形成了一个庞大的网状水系，平时蓄水行运，汛期泄洪排涝。据《峄县志》记载，枣庄历史上的河流水系大体上分三大支系：东一支有自然河流十几条，最大的一条是西泇河；西一支有自然河流十几条，最大的是薛河、许由河；中一支有自然河流十几条，以氶水为最大。自泇河开通之后，漕粮运道向东迁移，于是中、西两支合并在一起横截其源注入漕河，打乱了原来的自然水系，每当夏秋山洪暴发，河水倒灌，沿运地方的村庄经常受到水灾侵害。早在16世纪50年代南阳新河开成通航时，滕县有6条河流济运组成运河水系，它们是：发源于邹县普阳经滕州入独山湖的界河，发源于滕州柳泉庄入独山湖的北沙河，发源于平邑县白彦经山亭区、滕州市入昭阳湖的城漷河，发源于山亭区东江、西江经薛城区入微山湖的新薛河，发源于山亭区柏山经薛城入微山湖的薛城大沙河，发源于滕州木石经薛城区入微山湖的薛王河。
泇河开通后，枣庄运河水系支流更为发达，如发源于枣庄北部山区经峄城区入运的氶水，后称峄城大沙河；发源于苍山县经峄城、台儿庄入运的涛沟河；发源于寨山、大明山、牛鼻山三流汇一入运的周营沙河；发源于峄城区北部山区经台儿庄进涛沟河入运的新沟河。此外还有同运河沟通、融泄洪与灌溉于一体的季节性沟渠，如：源于薛城区弯槐树、石庙一带，流经峄城区马汪、安宅子至庞家渡入运的一支沟；发源于阴平斜屋、上黄崖流经二郎庙、老汪崖至坊上六里石入运的峄城区阴平沙河；源于峄城区小黄山、牛头山一带，流经上屯、邱庄至巨梁桥入运的魏家沟；源于峄城区望仙山一带，流经贾庄、兴集至万年闸入运的三支沟；源于峄城区白山西、白庙一带，流经朱庄、大王庄，穿刘桥灌渠、胜利渠至台儿庄区马兰屯镇官庄西入运的四支沟；以及伊家河支流龙河、引龙河等。这支庞大的水网为枣庄沿运地区的蓄水、泄洪、灌溉、排涝、水运、生态平衡发挥着巨大的作用。