不同历史时期，我国古代劳动人民为克服地形差异对大运河的影响进行过多方探索和尝试，其中最有效的措施是增大运河弯曲半径、修闸筑坝和设置水柜。

三湾顶一闸

由于复杂的地势而产生的水位差，是制约大运河修建和发挥作用的一大难题。大运河的建设者们设计出了一个又一个卓越可行的方案。如“三湾顶一闸”，便是杰作之一。大运河的不少河段都是七拐八折、弯弯曲曲的。许多人也许颇为不解地提出这样的问题：古人开挖大运河为什么舍近求远，不走直线呢？其实，这非但不是令人遗憾的败笔，而恰恰是独具匠心的绝妙之作。著名的“人工河曲”——扬州三湾以及德州至临清的一段弯曲运道就是为了消除地面高差、降低运道坡度、滞缓水流面而采取的工程措施。扬州三湾是古运河流经扬州附近的一段航道，起自扬州市东北郊湾头镇，蜿蜒西南流到长江的瓜洲渡而止。尽管直线距离不足23公里，可这段河道却拐成个“S”形的大弯，把河道延长到30公里。这种弯曲的水道不但增加了航行的难度，而且延长了航行的时间。

那么，古人为什么干这种“费力不讨好”的事呢？原来，古运河流经的扬州三湾地区，自从金正隆末年（公元1160年左右）黄河改道南侵泗、淮、涡、颍，夺淮河下游入海后，黄河的多次溃决泛滥造成泥沙淤积，改变了这一带原来南高北低的地势，构成了北高南低的三级阶梯，致使短短10公里的河段，高低落差竟达l5米。在如此落差悬殊的河段，如果开成直道，很难保证运河水面的平缓。我国古代运河的建设者们为了解决这一难题，经过不懈的探索和努力，终于找到了“截直道使曲”的办法，即顺应地形地势故意开出一条弯曲的河道，通过增加河道的长度，从而达到降低河床坡度以调整水位落差的目的。这同在高山上修筑盘山公路以降低山势坡度是同样的道理。看似十分简单的举措，却解决了调整水位落差的一大难题，堪称是运河水利史上的一大创举。这一办法，后来在开凿德州到临清一段运河时也被采用。即使当今正在实施的南水北调东线工程，也要采取修闸筑坝、分级送水的工程措施，借以解决地形差异的影响。

筑堰挡水

筑堰挡水，是运河建设者们为保证运河航行充足的水量和稳定的水流而精心构思的另一杰作。邗沟是沟通江、淮的重要河段。如何解决淮河水位低、邗沟水位高的水位差问题，是影响这一段运河通航的关键所在。聪明的古人采取了在邗沟入淮的交汇处筑堰的办法，终于使这一难题得到了圆满解决。这道名之为北神堰的大堰，位于楚州（今江苏淮安）城北五里的邗沟入淮口处，它的功能，就在于拦蓄邗沟之水以防止其过多地泄入淮河。这样，就解决了淮河与邗沟的水位差问题，保证了航道的畅通。除了北神堰以外，较著名的还有位于扬州市北的蜀冈的平津堰。

由于蜀冈一带地势较高，为了保证大船的通行，唐元和5年（公元810年）采取了凿深蜀冈附近运河的办法，结果造成了“河益庳，水下走淮”的不良局面。为了防止河水下泄，当时的水利专家李吉甫率民夫拦河筑堰（称为平津堰），堰成以后，实现了“以泄有余，防不足，漕流遂通”（《新唐书》卷五三）的目的。此外，在浙东运河上，也设有数道堰埭，解决了浙东运河沿途地势高低不平而在不同河段间存在的水位差问题。

鉴于堰埭过多，常常给航运造成不少困难（堰埭的高度一般仅稍高于水面，且呈人字坡面，小船过堰，须用人力牵挽；而大船过堰，则需用牛马来牵引）的情况，先人在实践中又创造了一种比堰埭更先进、更有效地解决河道水位差的办法——“复闸”，即今天广泛采用的“双船闸”过船方式。也就是说，在需要建闸的地段，修筑前后两闸，船行至时，闭后闸，开前闸，在两闸间或放水，或充水，以降低或提高水位，使闸中水位与前方河段趋于一致，然后打开前闸，让船只顺利通过。对于这种“复闸”，北宋著名科学家沉括曾记述道：“天圣中，监真州排岸司右侍禁陶鉴始议为复闸节水，以省舟船过埭之劳……自后，北神、召伯、龙舟、茱萸诸埭，相次废革，至今为利。”（《梦溪笔谈》卷一二《官政》）由此可见，最迟在北宋天圣（公元1023—1032年）年间，大运河上已出现复闸，从而扭转了船只过堰时“粮载烦于剥卸，民力罢（疲）于牵挽”（《宋史•河渠志》）的不利状况，大大提高了运河的航运效率。设置堰埭以调节水量、控制水位差，是中国水利史上的一项重大创造；而用复闸代替堰块，则是水利史中一项具有划时代意义的伟大进步，标志着我国水利工程技术已达到了一个相当高的水平。西方直到13世纪，才在荷兰出现了简单的船闸。