堯帝時期，洪水成災，天下百姓愁苦不堪。堯帝命禹的父親鯀去治理洪水。鯀率眾築壩修堰，費了九年功夫，也沒把大水製服，因而受到流放羽山（今山東蓬萊東南）的處罰。舜繼承帝位後，洪水仍然是天下大患，便命令夏部族首領大禹繼續治理洪水。大禹欣然領命，但他沒有貿然行事，而是首先認真總結前輩治水無功的教訓，尋找治水失敗的原因，發現主要是沒有根據水流規律因勢利導，而隻采用“墮高堰庫”築堤截堵的辦法，一旦洪水衝垮堤壩便前功盡棄。然後禹大膽改用疏導和堰塞相結合的新辦法，開山鑿渠，疏通水道。大禹治水十三年，耗盡心血與體力，終於完成了名垂青史的大業。據說禹治水到塗山國，也就是他家所在地，但他三過家門，都因治水忙碌，而無暇回家看看，堪稱大公無私的曆史楷模。
這就是曆史上著名的“大禹治水”的故事。從故事中我們也認識到，洪水如猛獸一般，但如果能夠熟悉其秉性，掌握其脾氣，一定能將其馴服，並挖掘其巨大潛力，為人類所用。
3.1逆流而上溯根源
人們是怎樣認識水能、利用水能的呢？讓我們一起追根溯源，走近水能的曆史長河。
水能的利用曆史伴隨著源遠流長的中華文明史。春秋戰國之前，我國古代勞動人民就發現“水往低處流”這一現象，開始對水能進行“導引排泄”，為自己的生產和生活服務。
到了春秋戰國時期，隨著社會經濟的進一步發展，人們對水的認識越來越科學，越來越全麵。水能不僅在農田灌溉、交通航運等方麵被進一步應用，還在河道治理甚至在國家戰爭等方麵被廣泛應用。從春秋戰國至兩漢，中國古代水能的利用進入一個新的發展時期。在這一時期，隨著水閘、水柵欄等調水工具的出現，人們熟練地掌握了築壩技術，可以自由地調節水量，使得水能的利用範圍不斷擴大；人們開始改變以往被動地依靠自然條件來利用水能，而逐步通過人為手段主動創造新的利用途徑；隨著社會經濟進一步發展，大規模的水利工程建設開始出現，水能利用原理及技術廣泛應用於水利工程建設中。此外，伴隨著水力機械的出現，使得水能開始成為農業生產的重要動力來源，大大提高了生產效率，也標誌著水能利用進入了又一個新時期。彪炳青史的都江堰水利工程就是當時的蜀郡郡守李冰率領蜀地各族人民修建的。
都江堰水利工程充分利用當地西北高、東南低的地理條件，根據江河出山口處特殊的地形、水脈、水勢，乘勢利導，無壩引水，自流灌溉，使堤防、分水、泄洪、排沙、控流相互依存，共為體係，保證了防洪、灌溉、水運和社會用水綜合效益的充分發揮。其最偉大之處在於建堰兩千多年來，其應用價值經久不衰，並且產生了愈來愈大的效益。都江堰的修建，在不破壞自然環境的前提下，充分利用自然資源為人類服務，變害為利，使人、地、水三者高度和諧統一。隨著科學技術的發展和灌區範圍的擴大，從1936年開始，當地逐步改用混凝土漿砌卵石技術對渠道工程進行維修、加固，增加了部分水利設施，古堰的工程布局和“深淘灘、低作堰”“乘勢利導、因時製宜”“遇灣截角、逢正抽心”等治水方略沒有改變，都江堰以其曆史跨度大、工程規模大、科技含量大、灌區範圍大、社會經濟效益大等特點享譽中外，名播遐方，在政治上、經濟上、文化上都有著極其重要的地位和作用。
都江堰水利工程可以說是全世界水文的鼻祖，是至今為止年代最久、唯一留存、以無壩引水為特征的宏大水利工程。這項工程主要由魚嘴分水堤等問題，消除了水患，使川西平原成為“水旱從人”的天府之國。1998年灌溉麵積達到6687平方千米，澤被40餘縣。
到了漢代，水能機械的發明標誌著水能利用取得了根本性的進步。魏晉以後，水能機械在北方廣泛應用於糧食加工。五代以後，伴隨著經濟中心的南移以及北方水環境的惡化，水能利用開始轉移至南方。宋元時期，古代水能利用進入全盛階段。進入明清以後，我國水能利用的發展進入停滯階段。
水能機械裝置是先輩們智慧和經驗的結晶。根據水能機械的具體用途，可將其分為五種類型：農田灌溉機械，如水轉翻車、筒車等；糧食加工機械，如水碓、水磨等；手工業生產機械，如水排、水轉大紡車；引水器具，如連筒、架槽；調水裝置，如水閘、水柵等。下麵重點介紹兩種大家熟知的水能機械裝置：水車和水磨。
水車：水車上竹筒或木筒承受著水流的衝力，獲得的能量使筒車旋轉起來（而非人力作用）；轉過一定角度後，原先浸在水裏的竹筒（已灌滿了水）離開水麵被提升；此時，由於竹筒的筒口比筒底的位置高，竹筒裏會存一些水；當竹筒越過筒車頂部之後，筒口的位置相對於筒底開始降低，竹筒裏的水就會倒進後部的水槽裏。如此往複，實現循環提水。
水磨：水從高處流下，由重力勢能轉變為動能，水流不停地衝擊木輪轉動，木輪帶動石磨轉動，兩石盤擠壓摩擦，把糧食粉碎。水磨由木輪和兩石盤組成，上石盤固定，用繩子懸掛在空中，上有一小眼為糧食的加工入口；下石盤和木輪連在一起轉動。木輪用堅硬且不變形的棗木做成，兩石盤的接觸麵人為加工出均向分布的條紋和凹坑，以加大摩擦力。水磨加工的糧食必須先經過水洗，去除雜質、秕子，以保持食品的純淨。水洗的糧食易粉碎，品質不易破壞。因此，水磨加工的糧食營養高，味道正，品質良，口感柔軟，有股醇香的味道。經水磨加工的晉祠大米、藕粉更是美味可口，久負盛名。
可見，我國古代勞動人民在生產實踐中很早就對水能的作用有了科學的認識，並對這一自然資源加以充分開發和利用，成為我國農業生產中動力的重要來源，形成了一套特點鮮明的應用體係，並取得了令人矚目的成就。它不僅對古代農業生產起到巨大的推動作用，而且對世界曆史和科技進步也具有積極的促進意義。
3.2驚世駭俗水發電
隨著時代的發展、科技的進步，現代科技工作者對水能的利用在繼承與發展其傳統功能的基礎上又有了驚世駭俗之舉，開辟了水能利用的嶄新領域——水力發電。
水能是自然界廣泛存在的一次能源，通過水電站可方便地轉換為優質的二次能源——電能。“水電”既是被廣泛利用的常規能源，又是可再生能源，且水力發電對環境無汙染。因此，水能是世界上眾多能源中永不枯竭的優質能源。
水電站是目前水能利用的主要設施。首先利用水力（具有水頭）推動水力機械（水輪機）轉動，將水能轉換為機械能；然後水輪機與發電機相連，機械能又轉換為電能。目前水力發電占世界總電力的19%，工作效率達90%。由於河道地形、地質、水文等條件不同，水電站集中落差、調節流量、引水發電的情況也不相同。
按照集中河道落差的方式，水電站可分為堤壩式、引水式、混合式和抽水蓄能式等四種類型。
3.2.1堤壩式
堤壩式水電站是在河道上修築攔河大壩，抬高上遊水位，以集中落差，形成水庫調節流量，然後建電廠。根據壩基地形、地質條件的差別，堤壩和電廠相對布置位置也不同，堤壩式水電廠又可分為河床式和壩後式兩種基本形式。
河床式多建在平原地區河床中下遊，河床縱向坡度比較平坦的河段上。因受地形限製，為避免淹沒麵積過多，隻能修築不高的攔河壩。由於水頭不高，電廠的廠房可以直接和大壩並排建在河床中。廠房本身的重量足以承受上遊的水壓力。在這種電廠中，引用的流量均較大，多選用大直徑、低轉速的軸流式水輪發電機組。這是一種低水頭、大流量的水電站。我國最大的河床式水電站是葛洲壩水電站。
壩後式多建在河流中、上遊的峽穀中。由於淹沒相對較小，壩可以建得較高，以獲得較大的水頭。此時上遊水壓力大，廠房重量不足以承受水壓，因此，不得不將廠房與大壩分開，將電廠移到壩後，讓大壩來承受擔上遊的水壓。壩後式水電站不僅能獲得高水頭，而且在壩前形成可調節的天然水庫，有利於發揮防洪、灌溉、發電、水產等綜合效益，因此是我國目前采用最多的一種廠房布置方式。長江三峽水利樞紐工程就是典型的壩後式水電站。