鳴瀬川では、元禄元年(1688)ころより南郷村練牛・大柳境から河口まで、直線化を主体とした改修工事が行われました。
明治時代になると、東北の発展を願って、鳴瀬川河口の野蒜築港を核とした国直轄の航路化事業が明治11年に着工。23年には北上川と阿武隈川が、東名運河・北上運河・貞山運河(貞山堀)によって結ばれました。しかし野蒜の築港は災害や財政的な問題もあって、工事を中止せざるを得なくなりました。
大正5年、宮城県は江合・鳴瀬・吉田の3川合流という壮大な計画を立て、その重要性から大正10年以降は国の事業として施工することになりました。
昭和に入ると、鳴瀬川の洪水が吉田川に逆流するのを防ぐ背割堤工事(大正14年~昭和16年)、さらには新江合川の開削(昭和8~32年)なども行われました。末期には、漆沢ダムや南川ダムなどによって水流量を調節しています。
また鳴瀬川の支流・吉田川の下流にあった品井沼は、かつて東西6.5km、南北3km、周囲16.6km、面積約2,500haの大遊水地でした。吉田川の水はいったん品井沼に蓄えられ、小川を通って鳴瀬川に合流していたため、増水すると鳴瀬川からの水が逆流し、沼が氾濫して周囲に多大の被害を与えました。そこで品井沼では、古くから水害防止と干拓のための事業が進められてきました。
元禄6年(1693)に起工され元禄工事では、排水平掘、潜穴の掘削(元禄潜穴)、さらには、鳴瀬川の逆流防御工事が行われ、600町歩の新田が開かれました。また、明治時代には、39年から43年にかけて新しい潜穴(明治潜穴)を開削。これによって造られた高城川の完成で、松島湾への排水が行われ、新田は1,500町歩に広がりました。
明治43年から鹿島台村長を務めた鎌田三之助は、吉田川を品井沼から分離して新吉田川を開削。河川が立体交差する全国でも珍しいサイフォンを建設するなど、吉田川改修の大工事を進めました。 昭和15年には、排水路整備が完了し、最終的に完成したのは、同26年。これによって氾濫の危険性は大幅に減少し、品井沼全域に肥沃な耕地が誕生しました。