在山丘地区筑坝截取溪流或在运河两岸洼地四周筑围堤蓄积地面坡水、泉水，以及从天然河流引水，设闸控制，运河缺水时放水入运，运河水大时放入水柜。特别是发生洪水时泄入水柜蓄存，待运河需水时回注。东汉出现的陈公塘、晋代出现的练湖等，都曾蓄水济运，是这类工程的早期代表。水柜一词始见于北宋元丰二年(1079)。该年修清汴工程，引洛河水为汴水水源，为防备水量不足,在引水渠南，今荥阳、汜水一带，建36座小型水库，在平日蓄水，当汴渠水量不足时供给汴渠水量，称为水柜。明初,整修京杭运河，在水源最困难的山东会通河段，利用沿岸的南旺湖、马踏湖、
蜀山湖、马场湖、安山湖等作为水柜，成为保障航运的有效措施。明末及清代，独山湖、 南阳湖、 昭阳湖、微山湖成为一宏大的水柜群，联合运用（见图[清代微山湖水柜分布颁]）。杭州的西湖、北京的昆明湖等初建时都有向运河供水的功能，也是水柜。这些水柜的维修管理，启闭蓄放都有严格的制度。水柜的名称虽始于宋代，但就工程性质和利用情况，应用时间还可以上溯至汉代。