最初，北京城的前身——薊城（戰(zhàn)國時期燕國所在地，即指北京地區(qū)），是依托蓮花湖水系（今豐臺蓮花池一帶）自然地發(fā)育起來的，一直到金朝建立金中都，都以這個水源為依托，沒有進行過大規(guī)模開拓城市水源的工程。

水利工程的變化，反映著人和水的供求關系。北京地區(qū)最早有記載的水利工程是燕國太子丹謀劃開鑿的督亢陂，也叫督亢渠，在今涿州、固安一帶。另外，東漢時期，漁陽太守張堪也曾在狐奴縣（今順義的東北部分地區(qū)）引潮白河水開辟稻田。最大的一個工程是三國時期修建的戾陵堰和車箱渠，這是一項引永定河水的灌溉工程?！度龂?middot;魏書》記載，劉靖擔任鎮(zhèn)北將軍，并都督河北諸軍事時，“開拓邊守，據屯險要；又修廣戾陵渠大堨，水溉灌薊城南北；三更種稻，邊民利之。”那時候的薊城還屬于中原王朝的邊疆，后人感念劉靖修建戾陵堰工程、車箱渠工程的功德，為之立碑。北魏酈道元在《水經注》卷十四《鮑丘水》中記載了此碑文以及劉靖修戾陵堰的過程。這套灌溉系統(tǒng)自魏晉以后一直都在陸陸續(xù)續(xù)地續(xù)修和重修，為周邊的農業(yè)發(fā)展立下了汗馬功勞。作為北京地區(qū)歷史上第一個大規(guī)模的引水灌溉工程，戾陵堰和車箱渠在北京城市發(fā)展史上具有開創(chuàng)性的意義，對于本地區(qū)的開發(fā)產生了久遠的影響。因此，很多水利方面的研究者，把它和四川岷江上的都江堰相比較，視其為我國古代水利工程的重要代表。

我們看一下車箱渠和戾陵堰的具體位置，在四平山和石景山中間有一個埡口，就是現在的阜石路，原京門鐵路經過的地方。劉靖在埡口的位置修建了水閘，使水水流入車箱渠。車箱渠因修在在山崖之間，像箱體的形狀而得名。

那么戾陵堰在哪呢？戾陵堰在石景山西北的永定河河道上，它是靠著石景山的一個矮壩。洪水來的時候會漫過堤壩向下游流去；水少的時候就會囤積在這里，然后通過閘的調節(jié)，流往另一邊。從三國到魏晉，各朝各代都在不斷續(xù)修連通永定河、高梁河、潮白河水系的水利工程。但值得注意的是，這些水利工程都是因為薊城周邊農業(yè)灌溉的需求而出現，只是簡單的開渠引水、溝通河道等。所謂漕運，也只是利用既有河道稍加疏浚、連通，并沒有太多大規(guī)模的人工工程。這在一定程度上反映了盡管當時北京地區(qū)人口規(guī)模擴大，對水源利用需求增加，但當時周邊水系所提供的水量還是綽綽有余的。這些工程重在不同流域、河流之間的連通和季節(jié)性的合理調配，增加河網的密度和流程，從而提高水的利用率。這個時期水利工程的特點，與后來單純?yōu)榱嗽黾映鞘兴纯偭康耐厮こ?、開源工程有著規(guī)模和本質上的不同。

隋唐時期，由于北方少數民族的政權非常活躍，薊城（當時稱為涿郡或幽州）在我國的北方軍事地位更加突出，城市的交通樞紐和物流集散功能大大增加。因此，隋煬帝修建了永濟渠，將南北大運河從江南直通到涿郡，目的是要通過航運，將大量的物資和軍隊調集在這里，以便隨時與高麗、烏桓開戰(zhàn)。永濟渠由今河北霸州信安鎮(zhèn)以北直抵涿郡的一段，就是利用了流經薊城南郊的的桑干河（今永定河）。這段運河的航運作用一直持續(xù)到北宋，是當時通往北方的主要運輸渠道?？梢姡敃r涿郡周邊的水系流量是非常豐富的。而且一直到金朝建立并在此建都，整個城市的水系主體水源都沒有離開過最初的蓮花湖水系。