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黄河在全线贯通以后，对其下游的河道走向，先秦文献曾作过记载。人们所熟悉的《禹贡·导水》记述其下游故道“禹贡河”曰：“东过洛汭，至于大伾；北过降水，至于大陆；又北播为九河，同为逆河入于海。”“洛汭”为洛水注入黄河之处，“大伾”在今河南浚县，说明古黄河东过洛汭后，自今河南荥阳广武山北麓往东北流去，至今浚县西南大伾山西古宿胥口，再沿太行山东麓北流。“降水”即漳水，“大陆”指大陆泽（又称巨鹿泽，在今河北隆尧、巨鹿、任县之间，今已淤为平陆），说明古黄河在今河北曲周县南接纳了自西东来的漳水，然后北过大陆泽。“九河”泛指多数，是说古黄河下游因游荡不定，在冀中平原漫流而形成的多股河道。“逆河”则是在河口潮水倒灌而呈逆流之态。《禹贡》所记的范围过于宽泛，历代的学者曾做过许多考证，试图弄清河道的具体走向，但意见很不一致，有的甚至互相抵牾。此外，《汉志》《汉书·地理志》《汉书·沟洫志》《水经河水注》还记载了一条黄河古河道，称为“汉志河”。这条“汉志河”自宿胥口东北流至今濮阳县西南，然后北折流经大名至今馆陶县东北，东折至山东冠县、高唐、平原、德州等县市，德州以下复入河北，至东光县西汇合漳水，经吴桥、沧县而东入渤海。20世纪60年代以来，经过地质勘探和考古调查，学术界认为，“汉志河”其实就是“禹贡河”。
黄河黑山峡（彭山 摄）
近几年的考古发掘证明，汉代以前，豫北地区存在着两高一低的高地与谷底组合：内黄西—汤阴—安阳西线高地、滑县东—濮阳西—清丰西东线高地以及内黄东部和濮阳西部之间的谷底。这个自然地貌决定了古黄河过宿胥口后应向东北折转，走内黄东部和濮阳西部之间地势最低的谷地，即“汉志河道”。近年在这一河道的东西两岸发掘出许多古聚落与城址，就是证明。近年在华北平原的地质勘探还显示，与濮阳北部黄河故道相连接的华北平原存在着一条宽阔的古河道带。其中，从内黄、濮阳进入豫冀交界处之后又分出三条河道带：第一条为黄、清、漳河古河道带，这是黄河流过大名后的分支屯氏河向北流淌，注入清、漳河后留下的河道；第二条由馆陶南分出，经冠县、临清、故城、德州、东光、沧州至青县，与文献记载的“汉志河道”一致；第三条向东经濮阳入山东界，在范县附近分成南北两支，应是《汉志》记载的漯水。综合考古调查与地质勘探，“汉志河道”最迟形成于8000年以前。黄河下游的这条古河道大致经今河南滑县东、濮阳县西南、清丰西北、南乐西北，再经河北大名东、山东冠县，过河北馆陶后，经山东临清、高唐、平原南、德州市东，至河北吴桥西北流向东北，经东光、南皮至沧州折向东流，在黄骅西南流入渤海。
从西周开始，黄河流域的气候逐渐转冷变干，植被逐渐减少，水土流失相对加重，河水含沙量相对增加，黄河下游开始决溢泛滥。周定王五年（公元前602年）河徙便是其中见于记载的一次大规模的决溢泛滥。由于决溢泛滥，有时便形成多股分流的局面。古人称黄河为“河”“大河”，“河”成为黄河的专称。由于黄河决溢泛滥，四处漫流，河北平原的十几条河流，如清河（今南运河）、漳河、滹沱河、笃马河（今马颊河）、商河等，往往成为黄河下游的一段河道，因而也被称为“河”。
经过春秋时代的列国兼并，黄河下游为几个大诸侯国所占有。到战国时代，黄河下游的西岸是赵、魏的领土，东岸是齐国的领土。随着人口的增加、铁器的使用，赵、魏、齐等国的居民便在自己的村落或耕地外围修筑堤防，以防止洪水的侵袭。后来，在战国中期（即公元前4世纪左右），《汉书》所记大河东岸的齐国和西岸的赵、魏两国在各自的河段完成了防河大堤的修筑。齐国所修的堤防距离河床25里，赵、魏所修的堤防也距河床25里，东西两道河堤相距50里，绵亘达数百里。有了这两道堤防的约束，河水不再四处漫流，洪水来时大溜亦可在堤内游荡，将泥沙落淤在堤内。由于有了固定的河道，下游许多分岔的支流渐趋消失，多股分流、决溢频繁的局面终告结束。
战国中期黄河下游两岸堤防的修筑是治黄史上从分流到约束的一大转变。从此，这种修筑两岸堤防约束河水的办法便成为中国治河的基本方法之一。
战国时期，除修筑黄河下游的河道堤防外，黄河流域的各诸侯国为发展农业，还修建了许多治水工程，著名的有魏国的漳河渠和秦国的郑国渠。漳河渠是魏文侯命西门豹做邺县（今河北临漳西南）令时修建的，也称西门渠。它的修建使漳河两岸的农田免除了洪灾并得到灌溉，“民人以给足富”。
郑国渠是战国末年秦王嬴政元年（公元前246年）动工兴建的，这项工程的设计与主持者郑国是韩国人。当时，关中地区雨量稀少，他建议秦王嬴政在泾、洛之间修建一条水渠，引水灌溉农田，为赢政所采纳。郑国渠全长150多千米，历时10余年始克完工。郑国渠起自云阳县（今陕西泾阳西北）西7.5千米处的中山（今仲山）西谷口（又叫瓠口）地方的泾水岸边。泾水从陕西北部流来，经过今永寿、淳化等地的山岭，到这里恰好通过峡口，进入关中平原。关中平原东西长数百千米，南北宽数十千米，北面依山，西北略高，东南略低。郑国就选择西谷口作为渠首，利用谷口东、西两面的山岭，修建石堰大坝，拦截泾水，再沿关中平原北部的山脚修建水渠，引泾水沿着海拔420米的等高线东行，流至今三原县北汇合浊水及石川河水道，再往东流至今富平、蒲城县以南，在龙阳镇以北注入洛河。整条干渠沿着关中平原北面的山脚向东伸展，处于整个灌区的最高地带，不仅可以最高限度地控制灌溉面积，而且能够全部实现自流灌溉。郑国渠修成以后，灌溉面积达到18.6亿平方米，“于是关中成沃野，无凶年，秦以富强，卒并诸侯”。
黄河水系的航运在春秋战国之前即已存在。古代的传说把舟楫的发明归功于黄帝，说他“刳木为舟，剡木为楫”。这当然是不真实的，但却从一个侧面反映了黄帝部落活动的黄河流域存在舟楫的事实。到了商代，殷墟出土的甲骨文已有舟船和帆的记载，并留下商朝大军渡过淮河、黄河的记录，说明当时黄河中游的某些河段已通航运。到了西周，周武王“率戎车三百乘，虎贲三千人，甲士四万五千人，以东伐纣……毕渡孟津”，航运的规模已相当可观。进入春秋战国时期，黄河水系的航运进一步发展。周襄王五年（公元前647年）冬至六年春，晋国发生大饥荒，向秦国购买大批粮食，“秦于是乎输粟于晋，自雍及绛”。在黄河的枯水期，秦国的大批粮食尚能由秦都雍城通过渭河进入黄河干道，又进入汾河，运到晋都新绛。据《禹贡》的记载，战国时全国各地的贡赋都可以通过黄河的水系运到中原地区。在长江流域，可经由三条交通线进入黄河水道：一是由长江入嘉陵江，过汉水，陆运入渭河，再进入黄河；二是由长江入嘉陵江，过汉水，出丹水，陆运与洛水相接，再进入黄河；三是由长江出海，转道淮河口入淮，然后由淮入泗。在淮河流域，则可由淮河入泗水到达菏水，再接济水直通黄河。在山东，可“浮于济、漯，达于河”，亦可“浮于汶，达于济”。黄河的上游地区，自青海以下也能通航，可“浮于积石，至于龙门西河（古称西部南北流向的黄河为西河），会于渭汭”。战国中期，鸿沟的开挖更使黄河下游的航运得到进一步的发展。沟通河、淮的鸿沟水系是黄河大堤修筑后不久在魏国出现的。那时，魏惠王为了争霸中原，于魏惠王九年（公元前362年）将都城由山西南部的安邑迁至河南的大梁，第二年便着手开挖鸿沟。先从北面的黄河或荥泽（在今河南荥阳市境）引水进入圃田泽（在今河南郑州、中牟之间），然后从圃田泽开挖大沟东至大梁。荥泽与圃田泽便成为调节鸿沟水量的大水库，“北盛则北注，渠溢则南播”。魏惠王三十一年（公元前340年）又从大梁开大沟，引圃田水东行，然后折而向南，与淮河的支流颍水相连。鸿沟的挖掘沟通了黄河与淮河的水道，使济、濮、濉、涡、颍、汝、泗、丹诸水都通连起来，形成一个以鸿沟为骨干的水上交通网络——鸿沟水系。不仅如此，在鸿沟的东南，通过淮河又可经由吴国开凿的邗沟到达长江与东海，在东北通过济水还可经由齐国开凿的淄济运河到达淄水岸边的齐都临淄，从而使黄河与东海岸的一些主要水道都连接起来，形成一个更广大的水上交通网络。