凉水河属北运河水系，是一条流经南海子的主要河流，它发源于右安门外水头庄，东南流向北大红门，沿着北海子墙外东流，从栅子口流入南海子，流向东南，由东红门南侧半边桥流出东海子墙，经马驹桥、张家湾汇入大运河，因凉水河源头之水都是源于地下泉水，水温相对较低，因此得名“凉水河”（《明一统志》记载:水头庄有泉百处，有三步一泉之誉，所汇之水又称“百泉溪”）。
凉水河是一条古老的河，曾是永定河的一支故道。隋唐时期为搞水利，进行过大规模开凿，这就是历史上著名的“永济渠”。(隋大业四年“正月，发河北诸郡民男女百余万人开永济渠。又连接卫河通桑干河，直达蓟城南”。引自《丰台区志》)文中所说的桑干河，即现在的永定河。而接通桑干河这段即凉水河。史料还记载有隋炀帝曾坐船经永济渠至涿郡(即幽州)驻跸朔宫行宫。
乾隆三十八年(1773)，在治理完成海子南部的凤河和北部的小龙河后，乾隆又开始大规模治理凉水河。因为他在乾隆三十六年视察京畿河淀时发现，凉水河上游流经地段，因淤河床，宣泄不畅，容易漫溢成灾。而下游的运河，除汛期之外，又经常水源不足，给漕运带来不便。因此，乾隆皇帝通盘考虑，决定实施“通流济运”策略，即疏浚凉水河上游河道，以汇达运河，达到既可防洪、又能济运的效果。
同时，还将疏淤挖上来的土方在河岸边筑起了一千多丈的甬路，以方便行人。因新建了水闸，凉水河两岸增加了灌溉能力，又在旧有稻田数十顷的基础上，新开辟稻田近十顷。对此，乾隆皇帝曾沾沾自喜地说，这里的景色，有点像江南了，受益的是农家百姓，并不是朕故意点缀的。（“或云其地似江乡风景者，不知余之意期于农旅俱受其益，并非籍此为点辍也。”乾隆御制《凉水河》诗注。）为表治理凉水河功绩，乾隆皇帝敕命在大红门外永胜桥头立了一座石碑，将御笔所作《凉水河》诗镌刻碑石之上，以作永久纪念。
康乾盛世，嘉道中衰，尽管凉水河曾被乾隆皇帝有效治理，但随着大清帝国的败落，凉水河又开始疏于治理，又变成了一条难以驾驭的河。常因洪水泛滥，危害两岸百姓。
直到新中国成立后，南海子地区掀起了兴修水利的高潮，曾先后三次对凉水河进行大规模治理。经过截弯取直，拓宽河道，使凉水河得到了彻底的根治，成为北京城南郊最重要的一条城市排水河。受单纯的经济利益驱使，凉水河的中上游地区建起了一些化工企业，大量的污水无序地排进了凉水河，使凉水河很快变成了一条臭水河。鱼虾没了，水草没了，连水中的微生物都没了。人们又开始讨厌它、远离它了。
本世纪初，北京市政府加大了对凉水河的治理力度，关停了中上游污染源的所有化工企业，并在小红门附近的凉水河西岸建起了一座污水处理厂，使凉水河水逐渐变清。北京经济技术开发区结合雨、污分流管线建设，全面取缔了排污口，又对河两岸进行绿化、美化，建成了长达几十里的滨河公园。白天岸芷汀兰，夜晚彩灯辉映，凉水河已成为两岸居民散步、赏花、观景、健身的乐园。
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