古代治河發展經歷了障（壘土擋水）、疏（宣洩河水）、堤防、分流及束水攻沙等多個過程。在四千多年前的堯舜時代，中國連年大雨，洪水茫茫一片，中華民族陷入空前深重的災難之中。最後，經過部落聯盟議事會議的推薦，禹承其父業，繼續治理洪水。他聯合了共工氏、伯益和后稷等許多部落，吸取了他父親治水失敗的教訓，改變單純的築堤堵水辦法，而採用疏導的策略。經過十多年的艱苦努力，終於制服了洪水，人們才得以紛紛從高地回到平原之上。接着，禹又帶領人們開鑿溝渠，引水灌溉，發展農業，化水害為水利，奠定了中華民族發展的基業。

西漢後期，黃河決口頻繁，哀帝召集治河人才議事。大臣賈讓提出治理黃河的系統見解，分為上、中、下三個方案，後世稱為「賈讓治河三策」，見於《漢書‧溝洫志》。賈讓首先提出治水的基本思想是不與水爭地。接着闡述了三個方案的具體內容。上策是：開闢今天的河北省西部廣大地區為蓄滯洪區。蓄滯洪區的移民安置費用，以幾年的修堤費用即可補償。賈讓認為這樣就能從根本上消除水患。中策是：開闢分洪河道下入漳河，並開渠建閘，以便引黃河水作灌溉之用。至於下策則是加固堤防，維持河道現狀。但是堤防難免歲修歲壞，結果往往會勞民傷財。賈讓治河三策是現存最早的一篇全面闡述治河思想的重要文獻。它以人類社會發展及自然和諧為宗旨，對後世影響很大。

西漢末年大司馬史張戎（長安人，生卒不詳）是提出水力挾沙說的第一人。他指黃河是何等渾濁，一石水中就有六斗泥，「水性就下，行疾，則自刮除；成空而稍深。」意思是水自高處流向低處，流得快了，泥沙隨之而去，河道自然愈沖愈深。這是最先從動力學的角度來解釋河道沖淤的特性。由此張戎提出：應減少上游引水，集中河道水量，以水沖沙，則「水道自利，無溢決之害矣」。明嘉靖間，四任總理河道的潘季馴（1512—1595年）在他治理黃河的生涯中，開始將堤防作為攻沙武器付諸實踐。潘季馴設計了縷堤、遙堤、格堤和減水壩共同組成的堤防體系：縷堤臨水，緊依中常水位的灘地修築，以縷堤束水攻沙；遙堤建在遠離河槽二三里的河漫灘上，可容納較多洪水；水再多則可以從設在遙堤上的減水壩洩走；遙堤和縷堤之間是格堤，用以攔擋從縷堤溢出的洪水，並促使泥沙沉積，使堤防得到加固。泥沙動力學理論向治河工程技術的滲透，將中國古代治河工程技術水準推向高峰。