战国时期，人工灌溉系统由有蓄水、输水、分水、灌水、排水等不同功用的各级渠道组成，称“井田沟洫制度”。春秋战国时期兴建的灌溉工程气魄宏大，有坝引水工程如漳水十二渠和蓄水工程芍陂，无坝引水工程如都江堰和郑国渠，都是这一时期兴建的著名大型灌溉工程。
战国时期，魏国邺城（今河北临漳）的漳河经常泛滥成灾。为了对付漳河水患，当地人想了很多办法，但都无济于事。洪水冲毁房屋，淹没庄稼，百姓深受其害。后来，邺城的一些地方官、地主、豪绅与装神弄鬼的巫婆串通一气，说漳河闹灾是河伯显圣，只要每年挑选一位美女送给河伯做夫人，就可以使水灾平息。这样，官府年年驱使百姓给河伯娶妻，把年轻姑娘扔进漳河。他们的目的是乘选买河伯夫人之机向老百姓摊派，索取大量钱物，然后分赃，中饱私囊。
天灾人祸使邺城百姓无法生活下去了。特别是那些家里有年轻姑娘的百姓，担心自己的女儿被选中，只得背井离乡，四处逃亡。邺城是军事要地，地处韩国和赵国之间，西边是韩国的上党，北边是赵国的邯郸。这么重要的地方不治理好是不行的，于是魏文侯派精明强干的西门豹去当邺令。
西门豹到邺城后，明察暗访，了解真实情况后，立即趁给河伯娶妻的机会将年老的巫婆投进漳河，震慑了当地的官吏和土豪劣绅，然后依靠百姓的力量开了漳水十二渠，用以灌溉田地，使邺城很快便富甲一方了。漳水十二渠是我国多渠首制引水工程之始，意义非比寻常。多渠首是从多处引水，渠首有多个，“十二渠”即修筑十二个渠首，用以引水。
漳水是多泥沙河流，多首引水正是适应这种特点而创制的。多泥沙河流因泥沙淤积，常使主流迁徙，不能与渠口相对应，以致无法引水。多设引水口门，即可避免这样的弊端。此外，如果一条引水渠淤浅了，立即可以用另一条引水渠来引水清淤。
漳水十二渠设计合理，不但有引灌、洗碱、清淤、泄洪的功能，而且易于维护，反映出当时农田灌溉事业的进步。直到汉朝初年，漳水十二渠仍能起到很好的灌溉作用。司马迁在《史记》中对西门豹有极高的评价，他说西门豹担任邺令，闻名天下，泽流后世，永无休止，可谓贤大夫。
大约在汉武帝元朔到元狩年间（前120～前111），有一个叫庄熊罴的人向皇帝上书，建议开渠引洛水灌田。他说临晋的百姓愿意开挖一引洛水的渠道以灌溉重泉以东的土地，如果渠道修成了，就可以使一万多顷的盐碱地得以灌溉，收到亩产十石的效益。武帝采纳了这一建议，征调了一万多人开渠。
引洛水灌溉临晋平原，就必须在临晋上游的征县境内开渠。可是在临晋与征县间却横亘着一座东西狭长的商颜山（今铁镰山），渠道穿越商颜山，给施工带来了巨大的困难。
最初渠道穿山曾采用明挖的办法，但由于山高四十余丈，均为黄土覆盖，开挖深渠容易塌方，渠岸修一段，塌一段。渠道要穿越十余里的商颜山，如果只从两端相向开挖，施工面较少、洞内通风、照明也有困难。若在渠线中途多打几个竖井，这样既可增加施工工作面，又能加快施工进度，同时也改善了洞内通风和采光的条件。
于是，当时的工人便发明了“井渠法”。所谓“井渠法”，即在洞线的山坡上，每隔300米打一眼竖井，使龙首渠从地下穿过七里宽的商颜山，开创了后代隧洞竖井施工法的先河。
龙首渠穿山隧洞是我国古代最著名的水工隧洞，“井渠法”无疑是隧洞施工方法的一个新创。同时，龙首渠的施工还表现了测量技术的高水平，它在两端不通视的情况下，准确地确定渠线方位和竖井位置，这也是难能可贵的。在龙首渠的施工过程中，人们挖掘出了恐龙的化石，于是这条渠道被人们称为“龙首渠”。
龙首渠的建成，使4万余公顷的盐碱地得到灌溉，并使其变成“亩产十石”的上等田，产量增加了10倍多。这段穿过商颜山的地下渠道长达5公里多，是中国历史上的第一条地下渠，在世界水利史上也是一个伟大的创造。
井渠法在当时就通过丝绸之路传到了西域，直到今天，新疆人民在沙漠地区仍然用这种井渠结合的办法修建灌溉渠道，叫作“坎儿井”。中亚和西南亚的干旱地带也用这种办法灌溉农田。西汉龙首渠的井渠法是中国古代劳动人民高度智慧的结晶，为世界水利事业提供了宝贵的经验。
至唐代，著名水利家姜师度在这一带重新兴建灌溉工程，姜师度不仅引洛，而且引黄河水灌溉，效益更加显著。此后引洛灌溉相沿不断，解放后洛惠渠进一步扩展，灌溉面积增长至60余万亩。
独特的沙漠灌溉方式
新疆的气候非常干旱，降水稀少，河流经常断流，可是为什么在这种极端不适合作物生长的环境下，会奇迹般长出绿油油的瓜果蔬菜和庄稼呢？这一切都源于坎儿井的滋润。
如今吐鲁番哈密盆地里的生活和生产用水，有的来自地表的防渗、防冲引水渠道，有的来自机井，还有的就是来白古老的坎儿井。这三种引水方式中，历史最悠久、与当地人民生活水乳相融、甚至成为了当地文化一部分的，就是坎儿井了。
坎儿井的结构，大体上是由竖井、地下渠道、地面渠道和“涝坝”（小型蓄水池）四部分组成。吐鲁番盆地北部的博格达山和西部的喀拉乌成山，春夏时节有大量融化的积雪和雨水流下山谷，潜入戈壁滩下。新疆人民利用山的坡度，巧妙地创造了坎儿井，引地下潜流灌溉农田。坎儿井不因炎热、狂风而使水分大量蒸发，因而流量稳定，保证了自流灌溉。
坎儿井地下水渠里的水是从地下含水层中引出来的地下水，当山上的白雪融化以后，清泉会向盆地汩汩地流下，由于这里的山地大多为裸露的岩石，所以山上的融雪水很快聚流成河，向山下的盆地流去。然而好景不长，融雪水流到山下后又遇到了由粗砂和砾石组成的戈壁滩，水流迅速地渗入了地下，很多河流到了这里就消失了。消失了的融雪水全部汇入了地下潜水层。它们顺着缓缓倾斜的地下水渠自然流淌，一直流到地下水渠钻出地表的地方才“喷涌而出”。
新疆吐鲁番人民在漫长的历史年代中，在与严酷的自然环境作斗争、求生存的过程中之所以选择了坎儿井，不仅是因为它能够躲避日晒风吹对流水的侵蚀，更是因为它是在当时的条件下，惟一能够普遍施工的水利工程。吐鲁番盆地虽然埋藏着丰富的煤炭、石油等矿产能源，但气候恶劣、交通不便，这对开挖坎儿井的经济技术条件上有着很大的限制。而人们在掏挖泉水的生产实践中，逐步发现坎儿井形式的地下渠道，不但可以防止风沙侵袭，而且可以减少蒸发损失，工程材料应用不多，操作技术也简易，容易为当地群众所掌握。因此，远在古代经济技术条件较差的情况下，各族劳动人民群众采用坎儿井方式开采利用地下水，就更加显得经济合理了。
根据1962年统计资料，我国新疆共有坎儿井约1700多条，总流量约为26米3／秒，灌溉面积约50多万亩。其中大多数坎儿井分布在吐鲁番和哈密盆地，如吐鲁番盆地共有坎儿井约1100多条，总流量达18米3／秒，灌溉面积47万亩，占该盆地总耕地面积70万亩的67％，对发展当地农业生产和满足居民生活需要等都有很重要的意义。
