2010年12月30日，南水北调东线山东段干线主体工程济南以东段、南四湖至东平湖段、鲁北段三大输水渠工程正式破土动工，标志着南水北调山东段干线主体工程进入全面开工、整体推进、加速建设的新阶段。
这次开工建设的济南以东段、南四湖至东平湖段、鲁北段三大输水渠工程，是南水北调东线一期工程的重要组成部分，是沟通长江、淮河、黄河、海河和连接胶东输水干线的纽带。三条输水渠总投资82亿元，总长度406公里，总工期18个月至36个月。
据山东省水利厅副厅长、南水北调局局长孙义福介绍，工程建成后，将形成鲁南、鲁北、济南以东直到青烟威3个供水片，并具备向河北、天津应急供水的条件，可有效解决这些地区水资源紧缺问题；同时，对南四湖和东平湖水资源的联合调度，对沂沭泗汶洪水资源的利用，都具有十分重大的意义。另外，两湖段工程结合航运实施，将实现南四湖至东平湖三级航道通航的目标。
水利部副部长、国务院南水北调办公室主任鄂竟平说：“南水北调东线一期工程，山东段是关键段，同时也是一期工程的主要受水区。山东省的工程建好了，水质达标了，其贡献就不仅仅体现在山东，还将为其他省市的工程建设和治污环保提供重要经验，同时也为河北、天津等地引用长江水奠定基础。”
南水北调工程一期规划山东境内工程为南北、东西两条输水干线，在山东形成“T”字形输水大动脉，实现长江水、黄河水、淮河水和当地水的联合优化调度。首先调水到山东半岛和鲁北地区，以有效缓解最为紧张的城市缺水问题，兼顾农业和生态用水，并为向河北、天津应急供水创造条件。山东省南水北调工程总投资将达482亿元。