清朝末年，随着城市经济的繁荣发展，人口增多，北京城里的用水和消防问题越来越使人头痛。许多绅商市民纷纷呼吁，要求兴建自来水厂。1907年夏天，时任军机大臣的袁世凯，在觐见慈禧太后的时候，报告宫中缎库失火等情。慈禧太后便问道：“防火有何善政？”袁世凯答道：“自来水。”随后，袁世凯推荐了直隶按察使周学
招商集股办自来水
1908年4月，慈禧太后批准了农工商部请建京师自来水的奏折，谕允成立官督商办的京师自来水股份有限公司，任命周学熙为公司总理。
周学熙上任后，立即组成了一个精干的班底。几经勘察，他们选定京城东北部的孙河（即现在的温榆河）作为水源地，那时孙河的水既丰沛，味儿又甜。同时决定在孙河镇和东直门各建一座水厂，分两线铺设自来水主管道和若干支管道，让自来水流进大街小巷；同时为防止火灾，在所经各要害之处，都设计装上消防用的大水龙头。
整个自来水工程所需全部费用大约为300万元。周学熙决定进行招商集股。由于前期准备十分周全，只用了三四天的时间，所需股金就全数招齐了。
当时所有的自来水器材都要进口，周学熙决定采取向洋商招标的办法。消息一传出，天津、上海的几十家洋行立即蜂拥而至。他们有的通过当朝权贵，以势压人；有的试图行贿，收买经办人。周学熙暗中通过调查研究，发现德国商人开办的瑞记洋行开出的工程报价接近设计估价，且曾经办理过天津的自来水业务，对中国北方的天时地利都相当熟悉，所以最后选定了瑞记洋行。
在施工过程中，光绪皇帝和慈禧太后先后死去。内务府通知自来水公司，在演习“大扛”所需经过的路上，所有铺设水管用沟，必须先期一律修垫平坦，以便在演习和出殡时，道路完好。这样从演习“大扛”到皇帝“奉安”，足足折腾了近一个月。这段时间，自来水工程的施工，只能在偏僻小街中进行，使预定工期误了一个多月。
瑞记洋行为了赚取更大的利润，也在工程预算中做手脚，企图提高工程费用。没想到周学熙对整个工程的各个环节，都掌握得清清楚楚，每次都以精确的数字和准确的市场行情把德方驳得哑口无言。
1910年2月，经过22个月的精心筹划、施工，京师自来水工程终于全部竣工通水了，全部工程造价仅用了137.5万余元。
动员北京市民吃自来水
当年北京城大概有25万多户居民，都吃井水。有了自来水之后，购买者似乎并不踊跃。因为有人传言：自来水是“洋胰子水”，难喝得很。为打消普通百姓的疑虑，公司在报纸上大做广告，并各处散发传单数万份，积极宣传科学道理。公司的这段辩白文字，今天读来颇为有趣：
但有一宗事须向大家声明的，就是这龙头乍放出来的水，拿着显微镜细细的瞧，全是极小的水泡儿，因为这个水，起孙河汲上东直门的水楼子，借水楼子上的压力，然后再送到各街市龙头，水楼子高，压力大，又遇着这个冷天，那水管子里面有些冷气，被水的压力催的紧，一时散不尽，就跟着水一块儿出来了，所以水里头有些白泡儿。不过一分多钟的时候，那水泡就化得干干净净，这个水就全变清了，有不知道的以为是管子洗不净，又有说跟洋胰子水一样，殊不知这个道理，一说便明白了，大家就不致误会啦。
营业之初，为了开拓市场，京师自来水公司还向居民免费送水两个月。之后的水价是，一个铜板四挑水，每挑水为100磅。（《人民政协报》1.12）
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