主持海河放淤工程

高镜莹1925年回国后，曾先后参加北洋义赈会，在汉口培修张公堤；担任北洋大学、河北省立工业学院讲师，东北大学教授，华北水利委员会黄河测量队队长等职。1930年初，高镜莹任华北水利委员会工务课课长。同年末，转任海河整理委员会工务处处长。1934年，回到华北水利委员会任工程组主任。

高镜莹是治理海河流域的开拓者，因出色地完成海河放淤工程而名闻海内外水利界。高镜莹对华北水系的自然状况和运动规律了解精详，提出海河流域整体治理方略，主持规划设计，并在关键工程建设中亲自实践。

海河是华北地区的最大水系，海河流域包括海河、滦河、马颊河等水系，支流繁多，全流域的地势西北高东南低，汇于天津始称海河，是水系的惟一出海水道。每年七八月间太行山麓发生暴雨，洪水携沙倾泻平原，水流湍急，仅靠海河一线宣泄，尾闾不畅，经常发生洪灾，淹没大片农田并危及天津市的安全。自明成化六年（1470年）至1989年的520年中，海河流域内发生过大水年（包括一级大洪涝年和二级大洪涝年）116次，平均每4.5年发生一次。据明成化六年（1470年）至新中国成立前，共479年资料统计，天津被水淹13次，其中1917年水深1米，街道行船，1939年被淹面积占78%，被淹时间长达一个半月，水深1～2米，最深2.4米，沿街行船。

另外，每年春汛时期，海河水量猛涨，急流从上游带来大量泥沙，泥沙沉积导致海河变浅，使船只面临搁浅危险，严重时大吨位轮船几乎难以出航。

高镜莹主持的海河放淤工程是华北治水的重要组成部分。当永定、北运两河盛涨之际，将其携沙之洪水放入津北洼淀之中，有减少海河淤积、削弱洪峰、沉沙淤地之效。1932—1939年的8年间，共放淤14次，淀北淤积量为8142万立方米，淀南为1116万立方米，淀内地面一般淤高1～2米，减轻了海河干流的淤积，维持了泄洪功能。施工中他坚持按规划设计进行，为保证工程质量，将不合格的闸门退回，延误工期就罚款。

1936年，华北政局动荡，他兼任永定河官厅水库工程处副处长，着手制定官厅水库工程计划的筹备工作；用了三个月时间主持修筑了永定河中泓南堤和疏浚了永定河中泓河道长23公里，完成土方134万立方米。

他曾多次提出过海河各大支流分流入海的方案，以解决华北水患。主要内容包括：兴建独流减河，由独流镇向东南方开挖，至赵北庄入海河；由献县臧桥开减河，向东与捷地减河相接，以分泄子牙河洪水；加固和扩建永定河卢沟桥和金门闸分泄工程；建潮白河苏庄闸，挽一部分潮白河洪水回归北运河故道等。