（一）治河
直隶是水旱灾害最常发生，又是最为严重的省份之一。这里雨水稀少，十年九旱，但是一旦有较大的雨又会造成洪水肆虐。直隶共有九条河，水患严重的是北面的永定河和南面的滹沱河。早在曾国藩上任的上一年，永定河两次多处决口，滹沱河也向北改道。曾国藩上任伊始，就顺道察看经常发生水患的永定河，并计划修治北面的永定河和南面的滹沱河。他在日记中写道：“近闻蝗蝻间起，永定河决口，尤为焦闷。为疆吏者，全仗年丰民乐，此心乃可自怡，若事事棘手，则竟日如在桎梏中矣。”《曾国藩日记》下，第2180页。同治九年（1870），黄河泛滥，哀鸿遍野，受灾人民达十多万人。曾国藩立即派陈兰彬与李兴锐等办理直隶南部赈务。
曾国藩命陈兰彬“考直隶河道”。陈兰彬一面随曾公实地调查，仔细考察河道流向，淤积改道等现状，又翻阅《唐书》、《明史》及魏源的《畿辅河渠议》等文献，提出一些可行的建议。
自从曾国藩叮嘱陈兰彬考察直隶河道后，陈氏非常重视古文献对直隶河流的记载，对于来自各方面关于治理河道的意见，他细心阅读，又根据实地考察的资料，提出自己的看法。在治理运河方面，针对有人提出“应于临清至黄河口岸另挖新河、建新闸”，陈氏翻阅《明史》，抄下如下一段：“欲漳卫之水南而入黄，势断不便，不特劳费无已，而每逢秋涨，且恐黄流倒样而北，漳流横溃而东，为害滋矩，已驳言不可行矣。”经过分析，陈兰彬提出，“用古人转搬之法方善”，具体的做法是，不用挖新河、建新闸，而是“派有漕运人员驻扎交替处所料理，并递年将各闸修理及挖积淤乃善”，这样，“想可不大费工帑，南运或不竟废也”。《陈兰彬致朱学勤手札》，载《历史文献》第5辑，第162-163页。
直隶河道的现状，“永定河业经修治，递年但加挖浚，当可无虞”；“滹沱河本在深晋束鹿之南，至献县臧家桥合滏河为子牙河，由天津入海，自去年忽徙深晋束鹿之北，各淀均难容受，水无所归，并大清河亦受其害”；“大清河决口甚多，又为滹、永两浊河所浸，岁岁为患”。这种状况足以说明三条河流相互影响，永定河决口，滹沱河改道，直接影响大清河水患频繁。因此，陈兰彬认为，必须挽回滹沱河故道，“与大清河并治，附近十数州县始免沉灾”。具体的做法是，将滹沱河引向南，经晋州、赵州（赵县）、宁晋等地的一条滹沱河故道，导入滏阳河。陈兰彬与曾国藩商议，这一整治，“须数十万金方能集事，俯首沉吟，无以应也”，初步估计需要二十万两银。陈兰彬写信给朱学勤，认为“治此固益地方，即以缓免之数计之，亦尚合算”，他请朱“便中信致元侯时，可以己意说及，万勿谓弟所言，是所切嘱”。《陈兰彬致朱学勤手札》，载《历史文献》第5辑，第156页。后来，曾国藩一面上奏朝廷，希望懂水利的官员们讨论，一面筹备款项。
在治理滹沱河问题上意见歧义，一是反对，一是根据明朝王之栋疏，“因修转决，且修必速决”。魏源的《畿辅河渠议》亦指出，河道淤塞的地方，由于淤泥肥美，当地老百姓在淤泥地种麦，而受河道淤塞成灾的地方老百姓却苦不堪言。与此同时，又出现“文安乐堤堵水，雄县挖堤消水，酿成械斗命案”。当曾国藩委派清河道人员实地勘察时，陈兰彬叮嘱清河道人员，此行不仅要找到病因和药方，还“须计算药资及量，主人力所能办之药资，煎调包愈”。两委员风尘仆仆，“周历十余州县乡村”，“又细核工费做法”。调查结束后，曾国藩决定筹款治理滹沱河，并于第二年动工，对于在故道上开为田者，酌量给资。
在治河问题上，陈兰彬认为必须“筹全局”。“诚以治水不筹全局，使获归墟，第枝枝节节而为之，非善策也。唯举全局而论，河之受病仍在下游之下游，查天津海河为永定、大清、子牙（即向来滹沱下游）、南北运五大河所归汇，自此以上各河来路皆已淤高，而《唐书》所谓‘瀛郑之间九十九淀’今已全化桑田，各河暴涨，急切无可涵容，而归海之途又不疏畅，安得不处处为患。”《陈兰彬致朱学勤手札》，载《历史文献》第5辑，第163页。陈兰彬的观点是疏浚河道是根本，从下游疏浚入海河道入手，是解决各处水患的关键。为此，陈兰彬并不主张各地为了各自的利益，各自为战的做法。他指出：“滹沱去年改道，……泛滥散漫，迄无定所。……各州县被害可想而知。”今年“文安县民请由迸庄至王家口挖一十里小引河通子牙河，暂消积潦，官府只可从之，救彼目前之急。然欲堵塞堤决，不顾上游邻境淹灌，则雄县各属皆出而相争”。《陈兰彬致朱学勤手札》，载《历史文献》第5辑，第163页。因此，陈兰彬主张治水必须统一筹划，不能各自为政，各干各的。但是，我们也要看到，治水是一项巨大的工程，决非一朝一夕所能完成。
在救灾和治理河道的过程中，陈兰彬深深感到黄河水灾给人民造成的深重灾难，并决心亲赴黄河两岸考察，研究治河要诀，后著有《治河刍言》八卷，建言各方重视治黄河，他提出根治黄河的主张受到各方重视。
（二）畿南赈灾
同治九年（1870）初，曾国藩派李兴锐、陈兰彬等人在直隶南部赈灾。
曾国藩指出，直隶旱灾严重，而“库款支绌，不能普赈”，他请求“拨制钱水十万串，抽赈七县极贫下户”。他向朝廷汇报了救灾的对策：正月初六日（2月5日），“已委派妥员并请陈荔秋率同前往办理”。曾国藩：《曾文正公书札》，第831页。曾氏已看出存在不少困难，因为“款自既少，惠难遍施”，原有申请十万串之外，尚须添银二万，虽然已经自行在江南协款拨用，不再申请部饷，但若以后再无雨泽，则处处皆须赈救，又不知当如何筹措。与此同时，曾国藩递交修滹沱河一疏。他认为，“该河泛滥，北趋下流，无可宣泄”，导致新城、安州、雄县等地受灾，商人运盐也改由陆运。为了当地的民生，他建议兴修滹沱河，如何修，他希望上面定议。
陈兰彬在直隶的主要业绩是参与赈灾工作。事前，他仔细阅读相关资料，了解情况，并摘抄有关当地灾荒和赈灾的资料达二十余页，交给曾国藩。曾国藩在同治八年十二月十一日（1870年1月12日）的日记中写道：“陈荔秋所抄赈荒要语二十余页，细阅标识。写信与李勉林，令其摘取数条，为大、顺、广大、顺、广：指大名府、顺德府、广平府，在今河北省南部。赈荒之用。”《曾国藩日记》下，第2253页。接受任务后，陈兰彬等深入灾区，了解灾情和民情，向上级提出建议，并根据朝廷的要求，妥善发放灾款，救活灾民数十万。
八贤之一的李兴锐从始至终参与救灾工作，不仅忠实地执行任务，而且与陈兰彬相互配合，共商大计，两人成了志趣相同，无所不谈的好友。学者介绍：“李兴锐，字勉林，湖南浏阳人。诸生，以坐馆授徒度日。咸丰三年在籍办团练，授浏阳教谕。八年七月入曾国藩幕，曾先后办理粮台、报销局、盐务招商局、赈济等务。同治九年补直隶大名知府。十月随曾国藩返回江南，委办营务处。同治十年十月奉委进驻江南制造局，主持局务。”朱东安：《曾国藩集团与晚清政局》，北京：华文出版社2003年版，第389页。陈兰彬对李兴锐评价很高，说他：“此次同办赈务系李太守（准补大名府）兴锐，号勉林，有守有为，灵活处尚未及钱调甫廉访，而刚毅则过之，殆为直省道府第一。”《陈兰彬致朱学勤手札》，载《历史文献》第5辑，第168页。
李兴锐在其日记中写道：“庚午，檄察畿南灾赈，冒风雪亲历各郡县，自奉与灾黎无异，每独造穷檐，私询所得钱米数，州县之廉惠者举之，贪侵者劾之，四阅月而竣事，民赖全活者甚众。”李兴锐：《李兴锐日记》，廖一中、罗真容整理，北京：中华书局1987年版，第143-144页。鉴于他的秉公正直，不持劳苦的参与，获得曾国藩的好评，说：“九年正月委赴畿南一带办理赈务，厘剔弊端，涓滴归公。四月间办竣。”《李兴锐日记》，第62页。曾氏推荐他为直隶大名府知府，并获得批准。关于李兴锐和陈兰彬办理直隶南部各州县的赈灾情况，《李兴锐日记》有详细的记述。该日记记述了赈灾局的组织与人员、赈款数目、受赈人数与地区、分配和散放办法。早在同治八年十一月初一日（1869年12月3日），曾国藩奏请以李兴锐为大名府知府，“管辖一州六县，兼管河道堤工，且东、西、南三面与山东、河南连界地方，三省交错，盗贼最易出没，民情强悍，政务殷繁，系繁、疲、难兼三题调要缺，非精明干练之员弗克胜任”。《曾国藩全集》奏稿（十一），第6611页。正月二十四日（2月23日），曾国藩又奏报“委陈兰彬前往大名助办赈贷”。黎庶昌：《曾文正公年谱》，第178页。
同治九年正月初二日（1870年2月2日）早，李兴锐与陈兰彬一起拜见曾国藩，接受畿南赈务。曾国藩把任务的大概作了布置，但对散放钱数、次数没有下断语，亦没有决定由何人负责邯郸的事务。当天，曾国藩又给钱鼎铭写了一信，告知肥乡、广平、成安“三处被灾特重”，特派陈兰彬和李兴锐办理三地赈灾事宜，两人于初六日（2月5日）出发，先到大名，与钱鼎铭商谈赈务，再分别到肥乡、广平。成安的灾情比肥乡、广平较轻，“已由陈、李二人酌带两员，一曰王福谦，一曰唐焕章。届时或分办三县，或兼办邯郸，请尊处酌度办理”。《曾国藩全集》书信（十），第7017页。在李兴锐、陈兰彬一行出发前，曾国藩再次上奏，陈述直省二麦未能普种，“南路大（名）、顺（德）、广（平）一带雨泽尤艰，种麦尤少，……畿南岁收向以二麦为大宗，麦种一日未播，则人心一日不安”，曾国藩请求对大名、顺德、广平一带“另筹赈抚”。《曾国藩全集》奏稿（十一），第6629页。大名介于河南、山东两省中间。那里“向有枭匪、教匪、盗匪出没往来，被兵最久，近值连年亢旱，黄水频灾，民困已极，非得朴勤良吏加意拊循，元气难以遽复”。《曾国藩全集》奏稿（十一），第6613页。
《李兴锐日记》记载了整个赈灾的过程。同治九年正月初六日（1870年2月5日），陈兰彬和李兴锐出发前往灾区。李兴锐带周际文和三名仆人，自保定开车出发。不久，与陈荔秋、王纶阶、唐伯存会合，整支队伍由九辆车装载，食息同处。李兴锐指出：“同人皆能耐苦，非耐苦亦不堪办赈也。”陈、李一行日夜兼程，于11日到达大名，马上把情况向曾国藩汇报，连日来，大名、广平“均已得雪，惜仅二三寸许，殊不济事。闻河南得雪盈尺，为可羡耳”。正月十三日（2月12日），李兴锐、陈兰彬一行拜会钱鼎铭，共同商议赈事。《李兴锐日记》，第1-2页。第二天，他们共同讨论救灾工作，并作了分工。陈兰彬和唐伯存负责广平县，王纶阶负责成安县，李兴锐负责肥乡县。《李兴锐日记》，第3页。虽然陈兰彬负责广平县的赈济工作，李兴锐负责肥乡的赈济工作，但是他们经常一起讨论，相互配合，意见一致。陈兰彬还兼顾邯郸事务，但有困难，如李兴锐记：“彼处赈务尚未安排，一切由于钱令庆培私心自用，带册上道，近旬不返。……夜与荔秋谈至二更。”《李兴锐日记》，第7页。陈兰彬也经常到成安检查赈灾情况。
正月十五日（2月14日），陈兰彬与李兴锐写信给曾国藩汇报赈灾的进展。文曰：
敬禀者：窃司员等奉委畿南抚恤灾黎差务，叩辞后，于正月初六，自省起程，十二抵大名府，所过定州、正定、赵州、顺德、广平、大名属境，皆得初沾雪泽，一、二、三寸不等。既种之麦，渐有青意，独肥乡、广平两县，一片荒土，得雪又甚微，差幸地方一律安静耳。
抚恤一事，与钱升道熟商数次。定议司员兰彬往广平，唐令焕章副之。卑府兴锐往肥乡。王令福讦往成安。惟各该县户口册，尚米赍送到道，是否确凿可凭，殊难遥揣。计距散贷之日无多，势不得不速往兴办。拟于十六日起程，同赴广邑，妥商印官，体察难易，四人或先合查而后分贷，或竟分投办理，至彼再行酌定。此事全恃地方官得力。广平之吴令、成安之王令，夙有政声，谅能通力合作，融洽绅民。惟肥乡庄令新故，王代令蹊径尚生，应请中堂饬令藩司，遴委干员，迅速接署，以期周妥。至邯郸一邑，灾象虽轻，地面较广，民情多伪，久在宪台廑系之中。司员等既兼顾之不暇，亦委置而不能，因商请钱升道，另派分府之候补知州王牧昆崖，随同广平府长守专办，仍由司员等不时前往商榷。王牧外朴讷，而内清刚，素为长守所赏识，必能力求妥善。再查禀办之大名、元城、广平、肥乡、成安、邯郸、永年七县，壤地相接，一事不可以两歧，非有定章，难昭公允。《李兴锐日记》，第147-148页。
曾国藩对李兴锐、陈兰彬的救灾工作表示满意，对他们行动迅速，分工明确，团队的团结以及工作效率给予高度的评价。曾国藩于同治九年正月十九日（1870年2月18日）在《复陈兰彬李兴锐》的回信《曾国藩全集》书信（十），第7020-7021页。，详细叙述他的看法。曾国藩夸奖救灾队伍自出发后，冒着“连日天气严寒”，仍然马不停蹄赶路，途中还抓紧时间写信汇报，仅用了5天时间就到达大名，“真乃迅速之至”。根据汇报的情况，令他喜的是“途间所过各属均已得雪，既种之麦渐有青意”；令他忧的是“肥、广两县一片荒土，得雪又复甚微，春麦赈事本以该两县为尤重”。信中说：“今定议荔兄与伯存同往广平，勉林专办肥乡，均极妥洽。”表达了曾氏对救灾工作的分工表示满意，并同意他们的人事安排。曾氏进一步介绍当地官员的情况，以便他们开展工作。他说：“广平吴令勤慎爱民，当期得力。肥乡已委张令守元署理，十四日业经禀辞，该员初赴新任，人地生疏，办赈一事，应由勉林主政。成安被灾较轻，王令分往，与该县王令妥办商办，当可放心。其邯郸一县，亦经另派王牧昆崖随同长守办理，尤为周妥。”
灾情严重，正如曾国藩在信中说：“灾民过多，赈款过少，杯水车薪，所济有限。入春雨雪仍复稀少，麦收业已失望。未卜秋禾果能播种否，深为焦虑。”《曾国藩全集》书信（十），第7045页。他奏请于天津存储制钱拨解十万串，抽赈重灾七县极贫之户。后来，曾国藩又提出追加银二万。就广平、成安、肥乡三县情况而言，“广平民苦而地狭，成安被灾稍轻，较论三县，自以肥乡最为繁剧”。《曾国藩全集》书信（十），第7032页。曾国藩认为，肥乡灾情严重，救灾“款目过少，力难遍及”，考虑酌量追加。
初步办赈灾的共七个县：永年、大名、元城、成安、肥乡、邯郸、广平。赈灾款项十万两，曾国藩又在天津别项加拨银二万两。曾国藩还叮嘱预议平籴章程。陈兰彬“由广平过成安、肥乡、邯郸，虽未显露此说于官绅，而遍察情形，暗记开局之所、办事之人，即系密筹此事”。《陈兰彬致朱学勤手札》，载《历史文献》第5辑，第168页。
陈兰彬给朋友的信中记载了灾区的情况。“目下尚无爬抢等事，亦尚无饿毙之人，而经过村庄，见男妇纷纷向野田挖拔草根，问以所用，则系归而捣和杂粮充食，令人堕泪。”“唯畿南洊经兵燹，不特户鲜余钱，除堡寨外，其村落之房屋完全者十不得一，粮食专望邻省接济，不免人人自危耳。”《陈兰彬致朱学勤手札》，载《历史文献》第5辑，第169页。在出发赈灾前，陈兰彬对曾国藩说：“古所谓无一夫不被其泽者，此次断做不到，惟赈钱务使一一散在贫人身上，不令有作弊中饱之人，或可庶几努力。今与同事均坚守此约而已（核册绝不经胥吏之手，下乡不带差役，肥广、成安并未曾打过一人而集事）。”《陈兰彬致朱学勤手札》，载《历史文献》第5辑，第169页。目睹灾区人民的苦难，陈兰彬决心要把灾款发放到贫人身上，反映其对灾民的一片爱心。
曾国藩奏拨天津制钱十万，并派陈前往商办。陈与李兴锐于二月初六一起前往，“先查极贫户口，二月中旬天津钱到，便可按口派办”，“赈钱俱在贫民身上，别无中饱等弊”。整个过程，陈兰彬都竭心力而为之。
给灾民发放救济款的工作是复杂和细致的，它关系是否如实，是否公正。曾国藩提醒陈兰彬注意户口清册问题。他问：“户口清册，各该县迄未送到，诸君即日前往，必须先有底册，乃可持以核对。调甫前信所谓借复查保甲门牌为名者，不知有清册否？”《曾国藩全集》书信（十），第7021页。关于救济款，他认为“天津解钱须俟惊蛰后各船出坞，方能由水道运送，恐其过于稽迟”，所以，“已令先行解银二万两，以备头批散放之用”，其余的等各船只出发时，由天津水道运送到灾区。至于如何发放，必须先有户口底册作核对，由于散放之期迫近，“急应先行查察”，宜有统一的章程。其查察之法，可以四人先行合查，亦可分头办理，由陈兰彬等人决定，他本人“不为遥制”。
陈兰彬与李兴锐根据灾情的程度、人口的多少进行分配。广平县一百三十五个村，并城关八处，共五千八百零六户，共赈济钱一万八千串文。成安一万六千串，肥乡灾情较重，款项较多，约需二万八千串。“散放不经胥吏，涓滴皆在民间。”《李兴锐日记》，第163-164页。
二月二十三日（3月24日），曾国藩写信给陈兰彬和李兴锐，谈到灾款的分配，他说：“永年请钱六千余串，邯郸七千余串，元城、大名未据开报钱数，计必比永，邯稍多，总计银钱两款尚有敷余。肥乡前函言二万五千串既不敷用，尽可再加少许。其介处灾区之中酌拨钱文，借给籽粮，亦系推广变通之法。”信中曾氏提及上谕：“令察看干旱之处酌量缓征。”此事令他“颇为踌躇”，“欲遵照办理，则恐通省兵饷无款放给，而穷苦州县亦万不能支持；欲奏明不办，则目睹灾黎如此情形，亦不忍复闻闾里追呼之声，废格朝廷宽大之惠”。当如何奉行，“殊无善策”。对于陈兰彬等提及：“肥乡城中尚未缺粮，刁商揣量赈期，预谋垄断贫民之赈钱，此亦事理所有”的情况，曾国藩希望他们，“细心体察”贫民之苦，禁止粮食涨价，提防“奸商之斗长居奇”。《曾国藩全集》书信（十），第7061-7062页。
经过四个月在灾区活动，李兴锐、陈兰彬一行终于完成了任务。曾国藩在同治九年四月十一日（1870年5月11日）日记中记载：“午刻陈荔秋等自大、广办赈回，与之久谈。……酉刻，至陈荔秋处久谈。”《曾国藩日记》下，第2303页。当曾国藩试图在整河道，减轻水患问题上作进一步努力时，震惊中外的天津教案爆发了，曾国藩只好奉旨去天津处理教案，不久就结束了短暂的直隶总督生涯。陈兰彬也跟随曾国藩到天津去。
陈兰彬奉命到畿南赈灾，这是曾国藩对他的信任，也是对他处事能力的考验。陈兰彬与李兴锐深入灾区体验民情，在他们的共同努力下，不仅争取到一定数量的救济款项，而且也细致地将赈款及时地发放到灾民的手中。他们的赈灾工作得到曾国藩的夸奖，也在一定程度上缓解了灾民的困苦，安定了民心，稳定了灾区社会。