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位于微山县城北京杭运河主航道与二级坝交汇处，于三闸与四闸之间，湖西堤东侧的湖西航道中，东距三闸830米。
由山东省大运河工程指挥部设计，山东省交通厅工程大队第三工程队和微山县共同组成船闸修建指挥部组织施工。1959年11月开始修筑围埝、清基，1961年5月全部竣工。
船闸，全长279.3米。其中上闸首24.5米，下闸首24.8米，闸室长230米，净宽20米，高12米，最小水深5米，上闸首底高程28米，下闸首底高程26.5米。“人”字形钢闸门，输水廊道阀门为钢板平面直升式。闸门启闭机起动能力为10吨，阀门启闭机起动能力为5吨。船闸上、下游航道底宽60米，最小水深4米。航道内流速一般不超过1米/秒，横向流速一般不超过0.3米/秒。设计年通航能力2000万吨。闸上为公路桥，桥面宽6米，净宽20.4米，钢筋混凝土桥面。
省交通厅增建的微山二线船闸已于2007年建成通航。此次改建的微山一线船闸相距微山二线船闸446米，投入使用后，微山船闸的整体通过能力将达到1.6亿吨，最大通过船舶吨位3000吨级。将成为京杭运河上规模最大、通过能力最强的船闸。
二级坝位于南四湖中部，横跨湖腰，将南四湖分为上、下两级湖。东起常口老运河西堤，西至东丁官屯村东南顺堤河东堤，全长7360米。包括：拦湖土坝，第一、二、三、四节制闸，船闸，溢洪道等。1975年第四节制闸建成，历时17年。此后于1985年、1998年、2004年分别对二闸、一闸进行了改建加固。
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