thumb|250px|Tømmerfløting hadde stort omfang i Norge, og ble ikke avviklet helt før i 2006.Siste reis for det siste fløtetømmeret. Varden. Kanalvesenet hadde ansvar for regulering av denne virksomheten.
Kanalvesenet var et norsk direktorat opprettet i 1847 med ansvar for bruk av vassdragene til ferdsel, fløting og industri. Sentrale arbeidsoppgaver var å gjøre elver og innsjøer fremkommelige for tømmerfløting og transport, samt forebygging av flomskader. Etter 1900 fikk kraftutbygging av stadig større viktighet. Direktoratet hadde sitt opphav i Canal-Direction fra 1804. En ny organisering trådte offisielt i funksjon 1. mai 1921 under navnet Norges vassdrags- og elektrisitetsvesen, da kompetans innen vassdrags-og kraftforsyningsspørsmål ble samlet.
Opprettelse av Kanalvesenet I 1841 ble fyrvesenet utskilt som en egen organisasjon og senere i 1847 ble også Havnevesenet skilt ut. I 1847 ble et eget direktorat med kun ansvar for vassdrag, innsjøer og kanaler etablert, og dette ble kalt Kanalvesenet. Ansvaret for kanalvesenet var å gjøre elver og innsjøer fremkommelig for tømmerfløting og transport, tørrlegging, samt forebygge flomskader (forbygninger). Jernbanen hørte også til ansvaret for kanaldirektøren. Forbygningsarbeidene bestod i å trygge bebyggelse og dyrket mark, veier og annen infrastruktur, fra flom i elver. Slike tiltak vil innebære å sikre elveskråninger eller bygge flomvern. Å tørrlegge landområder vil si at elver eller innsjøer får senket vannstand for å kunne dyrke marken. Bevilgningene var imidlertid beskjedne så omfanget av arbeidet ble heller ikke stort.
Kanalbygging som en viktig offentlig oppgave I 1848 kom «Lov om senkning og uttapping eller regulering av fosser og strømmer, samt kaianlegg». På 1850-tallet gikk det som i ettertiden er kalt for embetsmannsstaten, i gang med større programmer for utvikling av samferdselen i Norge der kanalbygging, veibygging og jernbanebygging ble ansett som viktig. Stortinget vedtok i 1854 at staten skulle gå aktivt inn i arbeidet med kanalbygning. Telemarkskanalen og Haldenkanalen ble bygget på denne tiden.
Kanalvesenet hadde en løst fundert fremtidsvisjon da det ble grunnlagt om å bygge kanaler i Norge. Fra grunnleggelsen tok det hele 50 år før den første kanal ble vedtatt bygget av det såkalte «Kanal-storting» i 1854. Det var byggingen av Norsjø–Skienkanalen og kanal i Haldenvassdraget. Statens deltagelse i kanalbygging stod i motsetning til datidens økonomiske liberalisme. De politiske diskusjonene dreide seg om dette prinsippet. Anton Martin Schweigaard var hovedtalsmann for liberalismen i Norge, mente allikevel at spesielle norske forhold tilsa statlig deltagelse. Schweigaard uttalte at finansiering etter engelsk modell er det beste, men i Norge mangler «et par tusen Stormænd».
Den spede begynnelsen for hydrologiske undersøkelser På midten av 1800-tallet la Kanalvesenet grunnlaget for norsk hydrografi med kontinuerlige vannstandsmålinger. Vannstandsobservasjoner begynte i Svanefoss fra år 1845, ved Minnesund fra 1847, ved Sarpefossen fra 1851 og Hamar ved 1856. Enda skulle det gå mange år før en egen hydrologisk avdeling ble opprettet i Kanalvesenet.
Det var på midten av 1800-tallet flere omfattende flommer i Glomma, og i 1846 kom en flom som ga betydelige skader i Solør og Odalen. Nye flommer kom i 1848 og 1851, men ikke før i 1852 ledet dette til at staten bevilget penger til forebygginger. Også i Drammensvassdraget var det flere tilfeller av flom, med jordras og oversvømmelser. Dette skjedde i 1836, 1837, 1838, 1860 og 1866, men det tok 30 år fra de første planer for forebygging ble laget til staten endelig ga bevilgninger. Planlagte forebyggingstiltak måtte vente i årevis og heller ikke kanalbygglinen fikk avsatt midler.
Fokus på vannkraft for produksjon av elektrisitet I løpet av 1880- og 1890-årene ble virksomheten for Kanalvesenet mindre og mindre opptatt av kommunikasjon, og mer involvert i kraftforsyning. Epoken for kanalbygging var over i 1892 da Bandak–Norsjøkanalen var ferdig. Dette var ikke unaturlig, da en måtte innse at æraen for bygging av kanaler for båttrafikk gikk mot slutten. Jernbane var et mer rasjonelt transportmiddel, og et stadig mer omfattende banenett ble bygget. Kanalvesenet så seg om etter andre oppgaver, og private industriforetak presset på for at Kanalvesenet skulle legge til rette for utnyttelse av vannkraft og elektrisitet.
I 1886 drøftet en å slå Kanalvesenet sammen med Veivesenet, men forslaget møtte sterk motstand både fra ingeniørhold og blant de som hadde næringsinteresser i vassdragene. En komite i Den Norske Ingeniør- & Arkitektforening drøftet dette, og i 1889 uttalte denne blant annet at navnet Kanalvesenet var en uegnet betegnelse, et bedre navn ville være Vassdragsvæsenet. Komiteen mente at den viktigste virksomheten til Kanalvesenet skulle være å skaffe data om vassdragene, drive rådgivning og holde kontroll med vassdragene. Resultatet ble at Kanalvesenet fikk fortsette som en selvstendig enhet selv om det var slutt med kanalbygging.
Lover for vassdrag som regulerer industriell utnyttelse «Lov angaaende Vasdragenes Betydelelse m.v.» ble vedtatt i 1887 og denne fastslår grunneierens råderett over vassdragene, fløting ble regulert, det ble innført regulering av vannforsyning og lover for industriell utnytting av vannkraft. Med denne loven ble det åpnet for å bygge demninger tvers over et vassdrag for å lede vannet i rør til turbiner i bedriftene. Loven var også så forutseende at den ga bestemmelser for ekspropriasjon av grunn for bygging av kraftlinjer. Staten kunne også gi tillatelse til å regulere den naturlige vannføringen, og om nødvendig ekspropriere nødvendig grunn for å få gjennomført prosjektene. Det inngikk forbud mot utslipp av sagflis i elver og mot annen forurensning fra industri. Den nye loven skulle ta hensyn til industrien, og regulere forholdene der flere virksomheter har interesser i samme vassdrag. Tidligere var dette ivaretatt kun av brukseierforeninger, der mange foretak som var medlemmer skulle komme frem til enighet. Loven skulle sikre samfunnets kontroll og medbestemmelsesrett i saker som gjaldt vassdragene. En ny ordning var at om Kongen hadde gitt tillatelse til regulering av et vassdrag, pliktet andre med interesser i samme vassdrag å avstå nødvendig grunn.
Den første lov for elektriske anlegg I 1891 ble «Lov angaaende Foranstaltninger til Betryggelse mod Fare ved elektriske Anlæg» vedtatt. Noe av bakgrunnen var de elektrisitetsverk som ble etablert, og da først og fremst Hammerfest Elektricitetsværk der en 1,2 km lang kraftledning ble bygget. Under stortingsdebatten ble dette anlegget brukt som eksempel på at utviklingen av elektrisitet var kommet så langt at offentlig lovgivning var nødvendig. Året etter ble forskrifter for elektriske anlegg vedtatt, som de første i verden. Politiet ble pålagt å følge med på at forskriftene ble overhold. I 1896 ble det vedtatt en ny elektrisitetslov og det ble også opprettet et eget tilsyn, kalt Elektrisitetstilsynet. Tilsynet overtok ansvaret politiet hadde hatt med å føre tilsyn med at forskriftene ble overholdt. Elektrisitetstilsynet ble organisatorisk plassert utenfor Kanalvesenet, sammenhengen mellom vannkraft og elektrisitet var på denne tiden ikke selvsagt. En stor del av elektrisitetsproduksjonen skjedde tross alt med kull og gass.
Før 1891 var det kun forsikringsselskapene som tok ansvar for forskrifter for elektriske anlegg. Allerede i 1882 hadde forsikringsselskapene laget forskrifter som de krevde at forsikringstagerne skulle følge. I 1886 ble installatører av elektriske anlegg inkludert i forskriftene. Forsikringspremien skulle nemlig ikke økes for bruk av elektrisk lys, om installatøren ville gi en erklæring på at han «på tro og love» forsikret å ha fulgt forsikringsselskapets forskrifter.
De store fossekjøpene En spesiell ting med norske elver er at de er eid av privatpersoner. Den som eier grunnen ved elvebreddene eier også en tilsvarende stor del av elven. Lignende praksis finner en også i de andre skandinaviske landene, men på kontinentet var fra gammelt av store farbare elver offentlige. Privat eiendomsrett til elvene vil også bety at de kan selges til andre som annen fast eiendom.
Tiden fra rundt 1890 til 1914 var de store fossespekulasjonenes storhetstid. Spekulanter som ikke hadde til hensikt å bygge ut kraftverk, kunne kjøpe vannfall for senere å selge disse med stor fortjeneste til en reel vannkraftutbygger. Dette kunne skje i flere ledd. Spekulasjon i oppkjøp av fallrettigheter kunne føre til begrenset produktiv utnyttelse, med andre ord gå på bekostning av industrietableringer og lønnsomheten.
I mars 1906 stod det i Verdens Gang (ikke det samme som dagens VG) et stort oppslag om en påstått utenlandsk konspirasjon for å kjøpe all tilgjengelig norsk vannkraft for spekulasjon. Det ble påstått fra mange hold at agenter streifer rundt i landet for å kjøpe vannfallrettigheter. Disse var ledd i en stor plan der utenlandske kapitalinteresser lå bak. Imidlertid førte alle sporene til samme sted, nemlig en krets av svenske finans- og industriinteresser, i tillegg til Sam Eyde og Wallenberg.
De første diskusjoner om statens engasjement i vannkraften thumb|250px|Hakavik kraftverk ble satt i drift i 1922 for å forsyne Drammenbanen. Ved siden av Kjosfoss kraftverk som forsyner Flåmsbanen, ble disse de eneste kraftverkene som noen gang ble bygget for å forsyne jernbanen. Hakavik ble bygget og eid av Statskraftverkene og Kjosfoss ble bygget og eid av NSB selv i 1944. Begge disse kraftstasjonene leverer fremdeles energi for togfremføring (15 kV og 16 2/3 Hz).
Stortingsrepresentant for Bratsberg amt, Gunnar Knudsen foreslo i Stortinget i 1892 at staten skulle kjøpe vannfallrettigheter. Knutsen argumenterte med at vitenskapen på dette tidspunkt med sikkerhet kunne fastslå at elektrisitet ville kunne brukes til industri, jernbane, belysning og fremstilling av metaller. Kull var på denne tiden energikilde for til slike formål og måtte importeres, om da landet isteden kunne utnytte egne kraftkilder ville dette være av stor samfunnsøkonomisk betydning. Statlig oppkjøp av fallrettigheter skulle også forhindre spekulasjon.
Utover 1890-tallet ble det ført diskusjoner angående statens rolle også skulle inngå utbygging av vannkraftverk og elektrifisering. En ekspertkomité ble nedsatt med utspring fra Den polytekniske Forening, og denne mente at elektrifisering av jernbanen var noe staten skulle ha langsikte planer for. At staten også skulle ha ansvar for utbygging av vannkraft for andre formål var et for politisk radikalt forslag. Dette mente komiteene ville være et for sterkt inngrep i den private foretaksomhet. Om staten skulle kjøpe vannkraftrettigheter til industrielt formål ville dette være innføring av et «socialistisk Statsprincip». I sitt motsvar til dette sier Knudsen at statens innkjøp skal forhindre spekulasjon som vil bli til stor skade for industriutvikling. Han nevner et eksempel der en privatperson kjøpte et vannfall til 13-14 000 kr. Kort tid ble dette solgt videre til et engelsk selskap for 70 000 kr, deretter solgt videre til et tysk selskap for 300 000 Mark. Disse salgene gikk for seg på bare to til tre år.