黃河是我國第二條大河，她蜿蜒曲折，不停地流淌，滋潤著兩岸的土地，成為哺育中華民族的搖籃，是古代文明的發源地之一。氏族村落一般都在依山傍水、氣候溫和的平原地區。人們離不開水，卻又常常受到洪水的威脅。因此，在人類社會的發展進程中，流傳著許多與水患作鬥爭的傳說。許多史籍中多次提到在父系氏族社會末期，唐堯、虞舜時代，曾發生一次特大的洪水災害，極大地威脅著人們的安全。《孟子·滕文公上》說：「當堯之時，天下猶未平，洪水橫流，泛濫天下。」《尚書·堯典》也記載了這次大水災：「湯湯洪水方割，蕩蕩懷山襄陵，浩浩滔天，下民其咨。」當時以治水而著稱的共工氏，「壅防百川，墮高堙〔yin因〕庳〔bei卑〕。」(《國語·周語下》)即採用剷平高丘，填塞窪地的辦法，這也是上古人民與洪水作鬥爭最初的傑出創造。當洪水極大地威脅著人們的生存時，部落聯盟的大酋長堯，派當時夏部落的酋長鯀〔gun滾〕去領導治水。「鯀障洪水」(《國語·魯語上》)，「鯀作城郭」(《世本·作篇》)，都說明鯀治水沿用了堙障的方法，即修築堤埂和土圍子來保護居住區和耕種的土地。當時勞動工具十分簡陋，要修築起堅實牢固、足以阻擋兇猛洪水的堤壩，幾乎是不可能的。所以鯀雖經數年努力，卻成效甚微。但他與洪水作鬥爭的精神卻一直受到民眾的稱頌。堯死後，舜被推舉為華夏部落聯盟議事會的大酋長，又命鯀之子伯禹繼續領導治理水患。禹總結前人治水失敗的教訓，認為主要原因在於沒有察看水的流向，不了解山川澤藪的自然狀況，所以未能因勢利導，排除水患。於是禹根據水往低處流的規律，調查測量地勢，疏通水道，「循江溯河，盡濟甄淮。」(《吳越春秋·越王無餘外傳》)「決江濬河，東注之海，因水之流也。」(《淮南子·泰族訓》)為了疏導河水，禹沿河考察水勢。《史記·夏本紀》中說：「(禹)卑宮室，致費於溝淢〔yu，域〕。陸行乘車，水行乘船，泥行乘撬 ，山行乘攆〔ju，舉〕 。左準繩，右規矩，載四時以開九州，通九道，陂九澤，度九山。」《國語·周語下》也說：禹「高高下下，疏川導滯，鍾水豐物，封崇九山，決汩〔gu，骨〕九川。」《左傳·襄公四年》引述辛甲《虞人之箴》說：「茫茫禹跡，畫為九州，經啟九道。」這些記載對禹治水曾進行實地調查、測量，都言之鑿鑿。綜合許多材料可以證明，禹治水是有規劃、有路線的，經過測量，最後把當時的疆域劃分成九州。禹考察水勢、劃分疆域的測量工具是準繩和規矩。在漢代武梁祠石刻上，女媧氏和伏羲氏，一個手裡拿著規，一個手裡拿著矩和動物化了的繩。女媧、伏羲手中掌握的工具是值得注意的，人類最早的科學往往是和神話交織在一起，通過那些混雜著事實與神話的記載，再用現代嚴密的科學方法，剝去神秘的外衣，可以看到它所反映的某些歷史事實。規矩準繩便是原始的測量工具。準繩用來測量水平和垂直，規可畫圓，矩則畫方。《考工記·匠人》云：「水地以懸，置以懸。」就是指用帶懸繩的水準平地，樹立標杆，用懸繩校直。《墨子·經說上》有「方，矩相交也。」《周髀算經·商高》記：「合矩以為方，環距以為圓。」又載：「平矩以正繩，偃矩以望高，覆矩以測深，卧矩以知遠。」趙君卿在《周髀算經注》中說：「禹治洪水，決疏江河，望山川之形，定高下之勢，除滔天之災，使東注海，無浸溺之患，此勾股之由生也。」他推測運用勾股原理測量距離、水平和高程，早在大禹時期已萌生了。
禹治水時勘測地勢的高低還見於《尚書》和《史記》。《虞書·益稷》云：「予乘四載，隨山刊木。」《夏本紀》也云：禹「行山表木，定高山大川。」唐司馬貞注曰：「表木，謂刊木立為表記。」「刊」是削的意思，這是說削木樁立為測量用的標樁。在高山河流上設置高程標誌，也就是今天大地測量技術中採用的標杆方法。
有了測量的工具還必須建立長度單位和統一的長度標準，否則大規模的測量活動同樣無法進行。古籍中還常常記載禹治水時測量山的高度 ，河道之廣狹 。《淮南子·地形訓》、《山海經·海外東經》都有禹命令他的大臣太章、豎亥以步作單位去丈量土地的記載。《孟子·滕文公上》又說：「禹八年於外，三過其門而不入。」字裡行間也透露出大禹治水時，測量活動常常是多次進行的。在不同地區或同一地區重複地測量活動，如果沒有統一的長度標準，治水工程是無法指揮的。東晉王嘉在他所撰的志怪小說《拾遺記》中說：禹因得到神的幫助而獲得丈量的工具。他在開鑿龍門而進入一個深數十里的岩洞時，「幽暗不可復行」，出來一頭如豕的怪物，口銜明珠在前引路，走到一個開豁明亮之處，只見九河神女華胥之子，蛇身人面的伏羲端坐在那裡，他交給禹一支長一尺二寸的玉簡，使量度天地，禹即持此簡平定水土。儘管這只是一段荒誕不經的神話故事，卻道出了一條真理，即進行某項大工程時，必須由權威者制定出度量衡標準，以保證測量數據的統一。《史記》中也證實了這一點，《夏本紀》中說：「(禹)身為度，稱以出。」在治水工程中，由於對統一尺度的需要，由權威者制定出幾件專用的器具，並且作為一般器具比較的樣板，這時便產生了最早的度量衡實物標準。儘管它本身還比較粗疏，精確度也不高，但與當時生產力水平相應，這些記載的基本事實也是可信的。