木曽三川分流工事
治水工事以前の三川は、木曽川・長良川の主流が桑原輪中の南端(現在の東海大橋のやや上流)で合流し、高須輪中の南端(現在の国営木曽三川公園付近)で接近する揖斐川の主流との間は通船のために中央部が途切れた油島締切堤で不完全に仕切られた状態であった。また油島締切堤を過ぎると、加路戸川・鍋田川・筏川などに分岐して伊勢湾に流れていた。
三川の河口近くには長島輪中などの干拓輪中が広がり、少し上流の立田輪中・高須輪中・福束輪中・桑原輪中などの間には三川の主流に加えて派川の佐屋川・大榑川などが(一部には洗堰があったものの)合流・分岐を繰り返して流れている状態で、さらに上流域では三川や支川が形成する扇状地上に細かな輪中が築かれていた。
デ・レーケの作成した工事計画では「洪水対策」「輪中内の排水改良」「舟運の改善」を主な目的として、主に以下のような内容となっていた。
木曽川・長良川の合流部では立田輪中の西部と高須輪中の東部を開削して川幅を広げ、桑原輪中から福原輪中の間にケレップ水制の技術を用いた背割堤を築いて木曽川と長良川を分流する
油島以南の長良川は揖斐川の方面へと流路を変更し、長島輪中の西部を開削して川幅を広げ、油島締切堤は完全に締め切って長島輪中の旧堤防などを繋げた背割堤によって長良川と揖斐川を分流する
河口近くは鍋田川・筏川・鰻江川・青鷺川などを締め切って、加路戸川を拡幅して線形を直線的にし、伊勢湾の木曽川河口部には導流堤を設ける
木曽川の派川である佐屋川・逆川は締め切り、佐屋川は廃川とする
長良川の派川である大榑川・中村川・中須川は締め切る
揖斐川右岸の養老山地から流れ込む水門川・牧田川・津屋川について、福束輪中・高須輪中の西部を開削して揖斐川を拡幅し、間に背割堤を築いて合流点を下流側に変更する
当初の計画は財政面・緊急性などが勘案されたうえで、後に工事の一環として建造される揖斐川河口の導流堤は含まれておらず、木曽川・長良川間で舟の往来を可能にする船頭平閘門は設置が提案されているものの具体的な位置は示されていなかった。
1877年(明治10年)にお雇い外国人の1人、ヨハニス・デ・レーケの派遣が決定される。デ・レーケは1878年(明治11年)2月23日から3月8日までの約半月で三川の最初の調査を終え、4月6日に調査結果をまとめた『木曽川下流概説書』を提出した。
調査範囲が広範囲であったため『概説書』では緊急箇所のみの調査結果がまとめられたが、水害の原因を周辺や上流の山地からの流出土砂の堆積であるとしており、木曽川の分離によって長良川・揖斐川の水面は低下し環境が改善されるため現況を修理するには十分だとしていた。なお、当初デ・レーケは木曽川のみ分離する方針だったとされるが、調査の最中に片野萬右衛門の三川分離の進言により考えを変え、概説書でも「三川の分離が必要」としたものの長良川・揖斐川の分流方法は調査が必要としていた。
同年5月ごろから分流工事に先立って調査と並行して、デ・レーケの求めに応じて主に木曽川上流や揖斐川右岸(養老山地の複合扇状地)の河川の砂防工事が始まり、1881年(明治14年)には改めて測量が行われた。政府は1884年(明治17年)10月6日にデ・レーケに対して改修計画の作成を命じ、デ・レーケは1886年(明治19年)6月ごろまでに具体的な計画書を作成したものと思われる。