河坝与防洪
有史以来，人们一直在修筑河坝来控制河流的水流量。现在我们还可以看见大约公元前4000年古埃及人修建的河坝遗址。据说美索不达米亚人也修建过河坝，而古罗马人修建的更多。人们修建河坝的原因有几个：有些人用它来储水，以备干燥季节里灌溉和家用。有些人用它来挡水，河流水位升高时，它可以将水阻挡，当水位下降以后，可以逐渐释放。这样，河流的水量就得到了控制，河坝下游的水量就会长期保持稳定。此外，河坝还可以用来搜集沉积物，防止港口泥沙淤积，还有助于形成人工湖，方便船只运输货物。
在现代，当第一批工厂建成时，蒸汽动力还没有发明。最初的大机器都是由水车产生的水力带动运行的，所以人们修筑了更多的河坝来保证流水的供应。蒸汽代替水力以后，这些大坝就无用武之地了，所以很多就此废弃了。后来，人们将水车技术加以改进，制造出涡轮机。涡轮机有效利用流水产生的动能，比传统的水车效率高得多，而且还可以进行水力发电。在这种情况下，人们修筑了更多的大坝。直到今天，世界上仍有19％的电能是这样产生的。
大坝的修建
早期的河坝通常是由泥土、岩石或二者混合筑成的。修建规模较小的河坝也是一项浩大的工程，需要大量的材料，因此人们很自然地想到利用随处可见的泥土和石头。第一批河坝可能完全由黏土或其他精细土壤构成，土壤粒子紧密结合在一起以后，水就不容易渗透。由单一材料筑成的大坝叫做“均质坝”。
1立方英尺水重62磅（1立方米1000千克），所以即使小型水库也会对河坝施加巨大的压力。因此，坝身必须牢固坚实，坝基要比坝顶厚得多。因此，坝身的横切面应该呈三角形状。坝身的坡度不应该太大，否则泥土或石头会陷到底部。另外，坡度还应该分散大坝的重量，防止坝下的地面下陷不均造成的大坝倒塌。河流上游处的坝身必须能够抵制波浪的冲击，下游处的坝身必须抵制住雨水的侵蚀。为了吸引波浪的能量，上游的大坝正面堆积起一堆大小不一的岩石，叫乱石层。当然，我们也可以用泥瓦、混凝土或沥青将其保护起来。
目前，泥土与石头还被广泛使用着，而钢筋、混凝土以及固体泥瓦也参与到了大坝的修建中。大坝的建造类型共有5种。选用哪一种构造，要根据当地的地形来决定。
土坝可能是均质坝，但它通常也用不透水的黏土作核心层，用夯实土和乱石作外层以保护迎水面。土坝可以建筑在土质较软的地面上，因为它的坝基太宽，所以重量可以分散在较大的面积上。堆石坝比土坝更加坚实，但是它也更重，并且需要有非常稳固的地面作基础。顾名思义，堆石坝是由大小不一的松散岩石堆积而成，表面覆盖一层混凝土或沥青以保护迎水面。这层覆盖物必须是不透水的，这样才能防止水渗入坝内。
土坝、堆石坝的迎水面和下游面都是倾斜的，而重力坝却有所不同，它的迎水面是与地面垂直的。重力坝由岩石和混凝土块体构成，极其笨重。它是在重力作用下固定在某地的，因此而得名。由于坝基较宽，所以重量也被分散。尽管重力坝的设计看起来比较现代，而事实上西班牙早在16世纪就已建造出第一批，有两座至今还在使用。
拱坝是重力坝的一种变体。拱坝的坝身向迎水面方向呈拱形，将水的压力转移到两边，增加坝的力量。胡佛大坝就属于拱坝。某些拱坝可能不只有一个拱。800英尺（244米）高的亚利桑那州弗德河的巴特莱特大坝就有10个拱。支墩坝的迎水面通常倾斜成45°，而下游面是与地面垂直的。支墩支撑着下游面坝身的重量。
阻止河水溢出
人们为了阻挡河水而修筑了河坝。河坝修好以后，坝后的水就会累积起来，形成人工湖。湖中的水不断升高，水位将逐渐升至与这一水区顶端相同的高度。河坝不可能像河谷那样高，所以河水不会溢到人工湖两边的田地中去。这时，如果不把闸门打开放水，那么水迟早要溢过河坝。如果是土坝，河水会将坝顶构造冲走，最后整个大坝都会被冲毁。如果坝基不稳固，河水会从下面流过并不断冲击坝身，直至最后大坝倒塌。这种情况下，即使是由混凝土等坚固物质筑起的大坝也要有步骤地排放多余水。
因此，所有大坝都在中心或两边安装了溢流管或溢水口用来排水。对流经大坝的水量加以调整后，坝后的水位可以保持较低，波浪也不会冲击坝顶了。
河坝倒塌的后果
河坝已经多次成功地预防和阻挡了洪水，这是一个不可争辩的事实。但是，它也有失灵的时候，而且一旦失灵，将会给下游带来灾难性的洪水。虽然这种情况比较罕见，但是也确实发生过。西班牙瓜达兰廷河的普德斯大坝是一座重力坝，于1791年竣工。11年后的1802年，异常猛烈的暴雨给水库带来过多雨水，大坝无法承重，引发水灾。
1926年竣工的加利福尼亚州的圣弗朗斯大坝也是一座重力坝。由于地基不稳固，它在竣工2年以后倒塌。混凝土质的大坝需要坚固的地基，通常是建在没有被侵蚀或因风化而发生断裂的岩石层上。澳大利亚的基瓦河上曾经修建过一座小型支墩坝。后来，在风化作用下，一些支墩发生渗漏，难以修补。1959年11月，法国南部雷兰河的马尔帕撒特拱坝发生倒塌，究其原因，原来是地基下面发生断层引起的。
1976年6月5日，美国爱达荷州斯内克河谷的德顿大坝倒塌。这是一座土坝，高305英尺（93米），长0.5英里（0.8千米）。当水库蓄水量达到1090亿立方英尺（30亿立方米），即额定蓄水量的97％时，大坝倒塌。洪水漫延到25平方英里（64.75平方千米）的土地，造成3万人无家可归。维昂特大坝并未倒塌，但是由于山体滑坡引起的河水溢出同样造成多人死亡。
运河与防洪
河流发生水灾的原因主要是它们有时容纳不下流经的水量。解决这个问题的一种途径是重建河流，改变河道。修筑河堤可以增高河岸，是重建河流的一种形式，但是这个工程要延伸很远。将河流加宽加深、除去弯道、夷平河床以及增加河床倾斜度都是解决问题的途径。对河流进行的这样大规模工程叫做“运河化工程”。
大规模的运河可以将两个邻近的排水盆地连接起来，使两者之间的水相互流动。运河化工程最雄心勃勃的项目之一就是将西伯利亚的两条河流改道的计划。这样，河水不再向北流入北冰洋，而是向南流入中亚地区的克孜勒库姆沙漠，灌溉那里的农田。后来，这一计划被废止了。若干年后，人们发现流入咸海的多条河流改道后，过多的水被用于棉花和水稻灌溉，结果造成咸海几近干涸。前苏联科学家曾经建议改道鄂毕河以恢复咸海水量，但是这个计划后来也作废了。
美国同样也有这样雄心勃勃的工程项目。1928年的飓风洪水之后，佛罗里达州南部的凯斯密河被运河化。1939~1943年，美国与墨西哥边界的里奥格兰德河106英里（170千米）长的河段也被运河化。其他国家也正在开发或筹划相似的项目。
变河流为运河
将河流运河化要改变河流的一些特征。运河同河流相似，但它是由工程师们人为地修建在没有河流自然流过的地方，因此水是静止的。一条自然河流人为改变得越多，它就越接近运河。如果修建河堤算作是运河化的一种，那么世界上的多条大河流都被运河化了，至少在某些河段如此。在将来，会有更多的河流发生改变。洪水通常会消失，因为人们可以通过运河将它改道至需要的地方。这一点可以在琼莱运河工程中得到证明。河流中切分出来的河渠可以将河水运至农田，用来灌溉。
运河化是一种很有效的手段。如果精确地计算了河渠的长短和路线，那么可能发生的洪水会改道到别处。英格兰东部的两条河渠相距0.5英里（0.8千米），全长19英里（30千米），穿过一片低地后流入大海。这两条河渠是两个世纪以前修建的，它们所排放的水已经将5万英亩（2.02万公顷）沼泽地变为肥沃的良田。在英格兰和威尔士，人们为了阻止洪水的发生，已经修建了2.5万英里（4.02万千米）长的运河。
将洪水转嫁到别处
如果在河流容易发生水灾的区域修建了运河，水流速度就会加快，水不会溢出河岸。在河流流量达到最大时，水会从修建了运河的区域涌入到无水渠保护的下游，使那里的流量猛增。过去容易发生水灾的地方现在安全了，但是过去安全的下游处现在可能成为洪水高发地。此外，水流速度的加快也会引起下游河岸的严重侵蚀。
修建运河后，本来多水的河流也可能缺水。如果水流速度的加快增加了河流周围土地排水的速度，地下水面降低，就可能出现这种情况。这时，我们必须要安装阻水闸，控制流入渠化河段的水量。因此，虽说渠化河流可以降低水灾隐患，但是要治理河流的水量也存在一定的风险。工程师们对河流进行治理之前必须进行周密的计划，否则会出现严重问题。
