刘鹗是《老残游记》的作者，这部谴责小说和济南的关系之密切，已为世人所知。而刘鹗当年来济南，并不是为了游山玩水，而是为了治理黄河。刘鹗的父亲刘成忠善于河工算学，著有《河防刍议》。刘成忠在河南时，治理过水患。刘鹗年轻时一直跟随父亲，成年后继承家学，也钻研治水方略。

　　清光绪十三年(1887年)，黄河在郑州决口，这是继1855年铜瓦厢决口改道后最大的一次决口，正河河道断流，河南、安徽、江苏二三十个州县被淹，洪水直注洪泽湖，有东冲下河南灌扬州之势。清廷派大员协助河道总督和地方政府治理洪水，可是忙碌了一年多，决口也没有合龙。这时，刘鹗已经捐有同知衔，来河南拜见吴大澂投效河工，提出“筑堤束水，束水攻沙”的建议。吴大澂采用了刘鹗治水的主张，并委以重任。其间，刘鹗首次在施工中使用了从国外引进的“水泥”(混凝土)。

　　清光绪十四年冬(1888年)，决口合龙。吴大澂奏请朝廷，成立了善后局，负责测绘河南、直隶(当时开州、东明等县属于直隶)、山东三省黄河河图。由易顺鼎总司其事，刘鹗、冯光远、董毓琦三人任提调，并从福建船政局、上海机器局、天津制造局、广东舆图局抽调了20多位精于测绘、工于绘书的技术人员参与其事，分段开展三省黄河全图测绘工作，这是中国第一次用新法开展黄河测绘工作。

　　测绘工作从清光绪十五年(1889年)阴历四月开始，就在这一年，刘鹗带人进入山东，游历山东的曹州、长清、齐河、济南、利津等地，直至黄河入海口，编制成《豫直鲁三省黄河地图》，被呈至皇帝御览，永留皇宫。此书共计5册150篇，内容涉及河道走向、接纳支流情况、两岸堤坝等水利工程情况。同时，他通过查阅河工档案，实地考察下游河道、官堤民埝、洪水灾祸，并根据各地县志、黄河治理档案资料以及其他有关资料编著了《历代黄河变迁图考》，历数黄河河道变迁。以上两部著作在黄河水利史上具有重要地位。

　　另外，刘鹗还编著了《治河五说》《治河续二说》等学术专著。考察及著书经历，为他在《老残游记》中描写有关黄河治理的故事情节和大河场景，积淀了丰富的营养。

　　清光绪十六年(1890年)三月，刘鹗来济南报到，开始在山东办理河务。次年(1891年)，他又把家眷接来济南安家。1889年刘鹗测绘河图、搜集水利工程资料时，曾经在济南县西巷北首路西陶宅内住过一些时日。家眷到济南后，刘鹗先后居住在济南小布政司街、英武庙街。小布政司街上有家客店名曰“高升”，刘鹗后来写作《老残游记》时还把高升店写了进去。

　　刘鹗来到山东后，任黄河下游提调官，并听命在黄河下游的利津县、蒲台县修建斜堤(连接缕堤和遥堤的堤坝)各一道。原来，汛期一到，这里沿河200多个村庄就浸泡在水中，斜堤修好后，麦、秋二季滩区的庄稼没有受洪水影响，居然获得了丰收。

　　刘鹗来山东办理河务初期，同僚中有不少人坚持“不与河争地”之说。刘鹗则力持《治河五说》。但是，当时废济阳以下民埝的大错已经铸成。光绪十八年(1892年)夏天，黄河在鄄城、章丘、济阳、惠民等县决口十余处，其中，章丘决口灾情为重。黄河在章丘决口后，洪水直冲位于黄河南岸的齐东县城(遗址位于邹平县台子镇，1958年齐东县撤销并入邹平县、博兴县)，偌大的齐东县城仅剩东南一角，好像青蛙一样浮在水面上。《老残游记》第十四回《大县若蛙半浮水面，小船如蚁分送馒头》中对当时惨状有真切的描述。

　　1892年下半年，刘鹗原配夫人王氏和母亲朱夫人先后去世，刘鹗回到淮安守制，随后把家眷也接回了淮安。光绪二十一年(1895年)秋冬间，刘鹗守制期满，由福润保荐以“奇才异能”到北京总理各国事务衙门考验，以知府任用。这年腊月，刘鹗从北京回到济南，在济南过了一个春节，次年(1896年)正月回到北京。至此，刘鹗在山东办理河务的经历结束。