华北平原地区雨季集中，海河水系又“上大下小，尾闾不畅”，而南运河、北运河属蜿蜒型河道，河弯很多，不利于泄洪，因此常遭水患。为治理水患，保证河道畅通，元、明、清历代都要大规模地组织培堤、复堤、堵口和疏浚河道等，其中，对河道干预性最大的是河道改道或裁弯取直。这些工程主要集中在近现代，其主要原因是，历史上的运输动力主要靠水力和人工，近现代才出现了小火轮等运输工具。

　　在历史上，大运河天津段较大规模的改道或裁弯取直工程主要有7次，一定程度上改变了运河的原有形态，其中对运河格局影响最大的是元代的北运河改道和近代的三岔河口裁弯取直。

　　元代至元十三年（1276年），改造通州以下的潞水漕渠。金泰和五年（1205年）开辟的潞水漕渠由今武清区北蔡村附近北行，经粜粮务、中迤寺、双村、忠义村、下伍旗、三百户一线，沿途现存许多漕运遗迹和遗物，包括栈桥码头和漕船等。但此河道不仅有一个大湾，且地势平缓，容易淤塞，故需改造。至元十三年七月，“以杨村至湾（浮）鸡泊漕渠洄远，改从孙家务”。八月，“穿武清蒙村漕渠”。改凿后的运渠由孙家务东南行，经河西务、蒙村至北蔡村，远较旧渠便捷，北运河河道至此正式形成。

　　1918年，大运河天津段的三岔河口区域进行裁弯取直。早在1897年，天津海关税务司德璀琳提出对海河航道（含三岔河口）裁弯取直的建议，经李鸿章同意，对海河航线采取“塞支强干”和“裁弯取直”的措施以利航运。1901年至1923年，当时的海河工程局先后对海河进行了6次裁弯取直工程，其中第五次是三岔河口的裁弯取直，由海河工程局与顺直水利委员会共同完成。当时南运河、北运河及金钟河在三岔口汇集进入海河，过于弯曲的河道，不仅影响了海河上游各河水的下泄，而且不利于上涨的潮水通过。该工程于1918年6月11日动工，当年11月23日，海河三岔河口裁弯取直工程竣工举行典礼。这次裁弯，全长474米，缩短河道1585米。原来三岔河口位置在河北区的狮子林桥一带，经过这次裁弯改道，就使三岔河口挪到了现在的金钢桥处，原来在海河左岸的望海楼教堂，也“搬”到了海河右岸，三岔河口的格局为之改变。

　　1919年，南运河西大湾子段裁弯取直，该工程是为了应对洪灾。西大湾子又名梁家嘴，因设有南运河码头，与之配套的集市、货栈、粮店等应运而生，渐渐形成了一个繁华的商业区，曾分布有土地庙、放生院、般若庵等庙宇。南运河裁弯取直后，河道北移，梁家嘴一带的商业随之萧条衰微，而市民的居住范围却逐步扩大，成为今日之先春园社区。

　　1951年，天津市为根治海河开挖独流减河，南运河被截断，在独流减河底部建三厢涵洞，使南运河水穿洞而过；同时，在独流减河南、北各开挖一条改道河,使南运河水通过子牙河，绕过独流减河后再入南运河原河道。1968年，独流减河扩挖，因拓展堤岸而废掉了河底的南运河三厢涵洞。

　　1959年，北运河的南仓至天穆村的U形河段被裁弯取直，右岸改为今堤，作为津保公路北线的辅路；同时，唐家湾村因位于新河道中而搬迁。2002年，天津市为了纪念引滦入津工程，在北运河废弃河道及附近地区修建了滦水园。

　　1972年，杨柳青镇区段裁弯取直，取道郝家嘴至三官庙一带。原河道于1984年填平后建设成为“杨柳青公园”。2002年，恢复原河道，在河流两侧建成“御河景观”带。

　　1972年，在北运河治理时，将杨村上湾段进行裁弯，废老弯道及原双龙桥，新建京津公路大桥，调整了河道及公路的走向。

　　大运河天津段的裁弯取直工程改变了原有的河道形态，但原河道的遗址或遗迹犹存，为河道线路的真实性、延续性提供了重要佐证。