Fetih Öncesi Yapılan Su Tesisleri
Kuruluş döneminde şehrin su ihtiyacı, yer altı kaynaklarından sağlanıyordu. İlk önemli su tesisleri Roma İmparatorları zamanında yapılmıştır. İmparator Hadriyen (117-138) tarafından sur dışındaki bir kaynaktan Haliç'in kenar mahallelerine kadar su yolu yaptırıldığı Valens'in (364-378) de Halkalı civarından Beyazıt'a kadar su getirttiği ve bu Su Yolu için Mazul Kemer ile bugün Bozdoğan diye bildiğimiz Valens Kemeri'ni inşa ettirdiği kayıtlarda mevcuttur. Yine Valens zamanında Belgrad Ormanları'nda bir bend yaptırılmış, Kağıthane Deresi'nin suları ızgara ve havuzlarda toplanarak bu sular şehre getirilmiştir.
I. Teodosyus (378-395) Mazul ve Valens Kemerleri'ni kullanarak 3. Su Yolu ile şehre su getirmiş; ayrıca Belgrad Ormanları'ndan Sultanahmet'e kadar 4. Su Yolu'nu inşa ettirmiştir.
Roma ve Doğu Roma İmparatorları, kuraklık ve harp ihtimallerini düşünerek, şehir içinde üstü açık (Çukur bostan) ve kapalı sarnıçlar da yaptırmışlardır. Üstü açık su depolarının (Hazneler) en önemlileri Aetiyus (bugünkü Vefa Stadı), Aspar (Yavuz Selim'deki Çukurbostan) ve Hegius Mokius (Altınmermer semtinde) su depolarıdır. Üstü kapalı haznelerinin en meşhurları da; 336 sütunlu Basilika Sarnıcı (Yerebatan Sarayı), 224 sütunlu Pileksenus Sarnıcı (Binbirdirek) ve Acımusluk Sarnıcı'dır.
Roma İmparatorları zamanında yaptırılan su tesisleri Bizans İmparatorları tarafından bir dereceye kadar tamir ve tevsi edilmiş ise de Bizans'ın son devirlerinde kullanılmaz bir şekilde, tamamiyle yok olmak durumuna gelmiştir.
Bu tesislerden halen ayakta olan Mazul ve Valens (Bozdoğan) Kemerleri Osmanlılar tarafından çok iyi bir şekilde tamir edilerek, yıkılmaktan kurtarılmıştır.
Osmanlı Dönemi
İstanbul'un fethedilmesiyle yeni bir çağ açan Türkler, o günün şartlarına göre, şaheser bir su medeniyeti vücuda getirmişlerdir. Fetih'ten sonra şehir nüfusu daha da artmış, mevcut su tesisleri yetersiz hale gelmiştir. Fatih Sultan Mehmet Han evvelce Valens tarafından yaptırılan Marmara Bölgesindeki su tesisleri ıslah ettirmiş, Fatih ve Turunçlu Su Yolları bu suretle meydana gelmişti.
Daha sonra birçok Padişah ve Devlet Ricali, Halkalı Suları adını alan ve Halkalı Köyü civarındaki muhtelif pınarlardan beslenen Marmara Bölgesi Su Tesisleri Manzumesine yeni kollar ilave etmişlerdir. Bu Su Yolları şunlardır; Fatih, Turunçlu, Mahmut Paşa, 3. Mustafa, Bayezid, Süleymaniye, Mihrimah,
Ebussud, Köprülü, Cerrahpaşa, Sultanahmed, 4. Murat, I. Mahmut, Hekimoğlu Ali Paşa, Kasım Ağa, Nuruosmaniye. Bu tesislerin günlük verimleri 4335 m3 olup, beslediği bölgelerin ihtiyacını karşılayacak miktarda idi. Halkalı Su Tesisleri üzerinde 4 büyük kemer; Mazul Kemeri, Kara Kemer, Ali Paşa Kemeri, Bozdoğan Kemeri bulunur. Bizanslılardan kalmış olan Mazul ve Valens (Bozdoğan) Kemerleri tamir edilerek istifade edilir hale getirilmişlerdir. Bu 187 Su Yolu ile şehirdeki camilere, çeşme ve sebillere, imaretlere ve şehir dışındaki kışlalara devamlı olarak su verilebilmiştir.
Zamanla nüfusun artması neticesi yine su sıkıntıları çekilmeye başlanınca Padişah Kanuni Sultan Süleyman bu meselenin halledilmesi için 'Ser Mimaran-ı Cihan ve Mühendisan'ı Devran' diye ma'ruf Mimar Sinan'ı vazifelendirdi. Böylece 1555 senesinde Kırkçeşme Su Tesislerinin inşasına başlandı.
Alibey ve Kağıthane Derelerinin mecralarından toplanan sular, havuzlarda biriktirilerek Eğrikapı'ya getiriliyor, oradan da şehre taşınıyordu. O tarihlerde aşırı tazyike mukavim borular mevcut olmadığından, vadilere kemerler inşa edilerek sular bunların üzerinden akıtılıyordu.
Bu tesisler yapılırken ana mecranın tespitinde su yollarının, kemerlerin ve havuzların inşasında yapılan ince ölçü ve hesaplamaların bugünkü modern aletlerle yapılan hesaplar kadar sıhhatli ve hassas oldukları müşahade edilmektedir.
1563'te tamamlanan tesislerde 4 kemer, Uzun Kemer, Eğri Kemer, Güzelce Kemer, Mağlova Kemeri bulunmaktadır. Kırkçeşme Su Tesisleri en kurak zamanlarda dahi günde 4200 m³ su ile 158 tesisi (94 çeşme, 19 kuyu, 15 maslak, 13 hamam, 7 saray v.d.) beslemekte idi. Kanuni Sultan Süleyman Han'dan sonra birçok hayırsever tarafından yaptırılan ilavelerle suyun miktarı ve beslenen tesislerin sayısı arttırılmıştır. Suyun derlendiği sahalardaki derelerin baş tarafına bentler inşa edilerek, kıştan yaza su saklanmıştır.
Belgrad Ormanlarında Kırkçeşme Bendleri denilen bu 4 bend, Karanlık Bend (Sultan II. Osman, 1620), Büyük Bend (III. Ahmet, 1723), Ayvad Bendi (III. Mustafa, 1765) ve Kirazlı Bend'dir (II. Mahmut, 1818). Bu bentlerle Kırkçeşme Sularının günlük verimi 10.000 m³'e çıkmıştır.
İstanbul'un Beyoğlu havalisinin su problemi ilk defa 1732'de yapılmış olan Taksim Suyu tesisleriyle çözüme kavuşmuştur. Bahçeköy civarında derlenen ve günlük verimi 800 m³ olan su, 20 km'lik bir isale hattıyla Taksim'deki 2700 m³'lük bir depoya ve oradaki Maksem vasıtasıyla 64 çeşme ve sebil ile 3 şadırvana ulaşmaktadır. 1732'de I. Mahmut tarafından yaptırılan Bahçeköy (Sultan Mahmut) Kemeri ile Topuzlu Bent, Valide Benti ve II. Mahmud Bendi bu tesislerdendir. Bentlerin inşasıyla Taksim sularının günlük verimi 3000 m³'e yükselmiştir.
Müteferrik Sular (Vakıf Suları)
Halkın su ihtiyacını karşılamak için muhtelif kaynak suları küçük izale hatlarıyla çeşmelere verilmiştir. Bunların en önemlisi 1904'te yapılan ve günlük verimi 1200 m³ olan Hamidiye Suyu'dur. Kemerburgaz'daki menbalardan alınan bu su Beyoğlu civarındaki kışlalara, saraylara ve 50 kadar çeşmeye veriliyordu.
Emirgan'a izale edilen Kanlıkavak ve Sarıyer suları da böyle kaynak sularıdır. Asya yakasındaki kaynak suları ise Kayışdağı, Atikvalide, Küçükçamlıca Alemdağ (Taşdelen) sularıyla, Beykoz'daki 10 Çeşmeler, Karakulak ve İshakağa sularıdır.
Su Şirketleri
Dünyanın en önemli metropollerinden olan İstanbul'da hem yetersiz kalan su ihtiyacını karşılamak hem de yeni yapılan modern binalara basınçlı su vermek gayesiyle Sultan Abdülaziz tarafından 1868 yılında Fransız şirketine imtiyaz verilerek 'Dersaadet Anonim Su Şirketi' (Terkos Şirketi) kurulmuştur. Böylece, bu şirketin menba, dere ve yer altı sularını toplayıp, izale etmesi ve Terkos Gölü'nden alınacak suyun arıtılarak şehre izalesi ve tevzii kabul edilmiştir.
Yapılan ilk tesisin 1883'te Terkos Gölü kenarındaki terfi merkezidir. 1888'de göl çevresini yükseltecek bağlama yapılmıştır. 1926 yılında ise Kağıthane sırtlarında ilk su tasfiye tesisi inşa edilmiş ve su arıtılarak, klorlandıktan sonra şehre iletilmiştir. Diğer taraftan gittikçe gelişen Anadolu Yakasının su ihtiyacını karşılamak üzere 1888 yılında Üsküdar-Kadıköy Su Şirketi 1893'te Elmalı Deresi üzerinde I. Elmalı Barajı'nı inşa etmiş, Anadoluhisarı'ndan Bostancı'ya kadar olan sahada şu şebekesi döşenmiştir. Daha sonra Elmalı Barajı'ndaki suyu arıtacak bir tasfiye tesisi, terfi merkezi, Bağlarbaşı'na kadar izale hattı ve Bağlarbaşı Su Deposu da şirket tarafından inşa edilmiştir. 
