卫运河德州段的大型水利工程笼统地讲是由“两闸夹一洼”组成，具体地说就是由南面的祝官屯水利枢纽与北面的四女寺水利枢纽（简称两闸），与中间所夹着的“恩县洼滞洪区”组成。由于四女寺水利枢纽工程位于卫运河与南运河的结合部，所以人们也曾称其为“南运河大型水利工程”。
一、祝官屯水利枢纽工程
祝官屯水利枢纽工程位于武城县祝官屯村西的卫运河主槽上，上距临清市44.7公里，下距四女寺枢纽49.2公里，由节制闸和船闸两部分组成。工程主要作用是卫运河水量不足、处于低水位状态时，抬高上游水位，解决临清至祝官屯区间的复航问题，同时便于上游沿河涵闸引水。
1968年冬，水电部军管会与交通部军管会共同研究并提出《卫运河临清至德州段复航规划报告》，建议首先恢复临清至德州段航运，在祝官屯村附近卫运河上，修建水深5米的船闸，用以抬高水位。鉴此，祝官屯枢纽工程的兴建列入漳卫河中下游扩大治理工程项目。1973年10月29日，山东省计划委员会将山东省交通厅编制的“卫运河祝官屯枢纽工程设计”报水电部。1974年2月19日，水电部批复同意兴建该工程。
祝官屯枢纽工程由山东省交通厅设计院设计，德州地区水利局安装队施工，1974年4月12日开工，至1977年春竣工，共完成土方119.35万立方米，石方1.32万立方米，混凝土2.12万立方米，耗用钢材708.60吨，水泥6895.54吨，投资757万元。
1.节制闸
节制闸按卫运河排涝流量1150立方米¤秒、行洪流量4000立方米¤秒设计，5500
立方米¤秒校核。闸上排涝、行洪设计水位分别是26.27米（黄海高程，下同）及31.43米，校核水位为32.45米。闸上正常蓄水位为26.27，最高蓄水位为26.77米，蓄水量分别为1263万立方米及1763万立方米。
节制闸共九孔，每孔净宽10米，门高6.67米，为平板翻转平卧钢结构闸门，闸室总体宽105.6米，闸底板长15.6米，底板高程为20.10米。闸室为三孔一联用缝墩分开，缝墩厚2米，中墩厚1.2米。1997和1999年，总投资826万元两次进行应急加固。
2.船闸
船闸在节制闸右侧，两闸中心线相距130米，船闸标准为100吨级，由上下游引航道、上闸首、闸室、下闸首组成。上游引航道底宽25米，边坡1：3，直线段长300米，偏角14度，以曲率半径500米的圆弧与卫运河主河槽相接，迎水裹头用浆砌块石防护。下游引航道宽25米，边坡1：3，离下闸首700米处与卫运河主河槽相接，端部用浆砌块石防护；上闸首宽12米，长12米，闸底高程21.07米，为钢筋混凝土结构，设平板反转平卧钢闸门，装有手摇和电动两用卷扬启闭机2台，闸室宽12米、长140米，闸室底高程19.27米，闸室两侧为坎壁空箱式钢筋混凝土挡土墙，墙顶高程29.27米；下闸首孔宽12米，长16米，门坎高程19.27米，为整体式钢筋混凝土结构，采用人字形钢闸门及齿杆式启闭机，泄水采用断面为2米´2米的短廊道。
二、四女寺水利枢纽工程
四女寺水利枢纽位于武城县四女寺村东北卫运河、漳卫新河和南运河的三河衔接处，是一座具有防涝、除涝、航运、灌溉等多功能的大型水利枢纽，主要建筑物有南、北进洪闸、节制闸和船闸组成。创建于1957年11月至1958年5月，由水利部北京勘测设计院设计，泄洪能力1250立方米¤秒，水利部第六机械工程总队施工，一次性完成节制闸、南进洪闸、船闸和电站土建工程。1972年至1973年7月，该枢纽曾进行过扩建、改建，新建北进洪闸，兄弟灌区放水洞；改建南进洪闸、节制闸、船闸，泄洪能力达到3800立方米¤秒，强迫行洪能力达到5000立方米¤秒。该枢纽工程初建时，完成钢筋混凝土3.9万立方米，砌石 3.7万立方米，投资901万元。扩建改建工程完成土方195万立方米，砌石3.9万立方米，钢筋混凝土2.7万立方米，投资1045万元。现枢纽工程由南、北进洪闸、节制闸、船闸、兄弟灌区引水涵洞几部分组成。电站土建部分，已于1972年扩建时拆除。
1.节制闸
节制闸位于南运河首，为钢筋混凝土开敞式结构，作用是调控南运河输水及泄洪流量，共三孔，每孔净宽8米，总宽27米，闸室长16米，闸底板高程15，27米。闸孔设钢筋混凝土胸墙，胸墙底高程20.67米，采用8，8米´5.6米平板闸门控制。机架桥桥面高程为32。67米，安装电动、手摇两用固定式卷扬启闭机3台，启闭力为2´40吨。设计过闸流量400立方米¤秒。1998年曾投资400万元对节制闸进行除险加固改造。现闸上有南运河与卫运河分界标志牌。
2.南北进洪闸
南进洪闸位于卫运河与漳卫新河尾首相接处，钢筋混凝土开敞式结构，共十二孔，每孔净宽10米，总宽135.6米。闸室长14.5米，底板采用三孔一联，底板高程27.77米。孔口采用10米´5.5米弧形钢板闸门控制。机架桥桥面高程为31.27米，装有手摇、电动两用固定式卷扬启闭机。闸顶下游端公路桥面宽7米。设计过闸流量1500立方米¤秒。当闸上水位为26.77米时，下泄校核流量2200立方米¤秒。1996年4月至1998年5月，再次对其进行了加固改建。
北进洪闸位于卫运河与岔河尾首交接处，与南进洪闸相连，为钢筋混凝土开敞式结构，共十二孔，每孔净宽10米，总宽137.4米，闸孔尺寸为10×9.7米。中间八孔为反拱底板，两侧两孔一联，为整体式。北进洪闸闸上达设计水位25.27米时，下泄流量为2000立方米¤秒；当水位为26.77米时，下泄校核流量为2800立方米¤秒。1999年，曾投资100万元对北进洪闸进行加固，2000年再次进行应急加固。
3.船闸
船闸的功能是解决南运河与卫运河连接处设置小型水电站后出现的水差问题，使过往船闸顺利通过。设计通行能力为400～1000吨船队，钢筋混凝土结构，总长252.5米。闸室为“U”型，长210米，净宽15米，上下闸首均为人字形钢闸门，上、下闸门尺寸分别为6.5×8米、9×8米，装有人力、电动两用卷扬式启闭机。上下闸首设有深孔廊道，上闸首充水廊道断面2.5×4米，安装 2.88×4.5米平板钢闸门；下闸首泄水廊道断面2.5×2.7米，安装2.88×2.9米平板钢闸门，配人力、电动两用启闭机。左右侧廊道顶部均设有操作室。
三、恩县洼滞洪区工程
1.滞洪区
恩县洼滞洪区位于武城县北部，南至318省道（恩武路），西至鲁权屯，以自然地形为界，东至陈公堤，北至卫运河右大堤，设计总面积325平方公里，后被武城县城占去24平方公里；设计蓄水滞洪水位24.82米，设计滞洪量7亿立方米。恩县洼滞洪区的作用在于，当卫运河水位超限，津浦铁路及天津市区受到洪水威胁之时，用此滞洪区分洪蓄水确保安全。解放后，该滞洪区被国家启用三次。1954年，第一次滞洪1.4亿立方米；1955年，第二次滞洪1.7亿立方米；1963年，秋季大雨连日，河水暴涨，水与堤平，万分危急，国家下令在四女寺村西炸堤泄洪，滞洪6.8亿立方米，近于库容，大洼之内一片汪洋，火轮船可随意往来行驶。
2.西郑进洪闸
西郑进洪闸是恩县洼滞洪区的进洪口门，位于恩县洼滞洪区的西北端，1967年始建，1968年闸成。为控制进闸洪水直入大洼腹地，并于闸外两侧配套建设了长达十三公里的导流堤，束洪堤间不至乱溢。进洪闸为十一孔，每孔净宽6米，高6米，整个闸宽15米，长80米，设计进洪流量1200立方米¤秒，导流水道宽近百米，导流堤高2米左右。
1982年至1983年9月，对闸门启闭设备进行改建，并相应增建了机架桥。工程由漳卫南局组织设计施工，计完成机架桥面板等混凝土400立方米，浆砌乱石护坡1200立方米，改装吊点11孔，安装钢结构20吨及启闭机11台。
3.牛角峪退水闸
牛角峪退水闸是恩县洼滞洪区的退水口门，位于恩县洼的东北部边缘即牛角峪防洪闸与低水涵闸中间，由山东设计院设计，德州地区水利局安装队承建。该防洪闸共五孔，每孔净宽6米，过闸流量257立方米¤秒。闸底高程低水两孔17.27米，高水位三孔18.77米。工程于1967年10月开工，次年6月竣工，共完成混凝土和钢筋混凝土3750立方米，砌石5530立方米，耗用水泥1800吨，钢材110吨，木材450立方米，投资116万元。
