Vann som pga vekt, fallhastighet og trykk ble brukt til drift av vannkraftdrevne motorer i bergverksdriften (vannhjul, turbiner, vannsøylemaskiner).
D. var en helt uunnværlig energikilde for den gamle bergverksdriften fram til elektrisiteten gradvis overtok i tiden rundt århundreskiftet 1900.
Vannet ble brukt til å drive pumpeverk og heisemaskiner i gruvedriften, blåsebelger i hyttedriften og pukkverk i oppredningen. Uten d. stagnerte verksdriften raskt og mange tiltak ble satt i verk for å sikre seg jevn og tilstrekkelig driftsvann-tilførsel, samtidig som mange store og små forbedringer/tilpassninger ble gjort for å utnytte det verdifulle vannet best mulig.
For å sikre den kritiske driftsvann-tilførselen ble det mange steder anlagt omfattende dam- og rennesystemer for oppfanging, magasinering og fordeling av regnvann. Allikevel skjedde det at vannet periodevis uteble enten grunnet tørke, eller det som synes mest vanlig, pga frost. Tilfrysing av vannforsyningen var gjerne et problem på vinteren/våren, særlig for de mange bergverk som lå i nedbørfattige strøk med innlandsklima, begrensede nedslagsfelt og streng vinterkulde, som Røros kobberverk og Kongsberg Sølvverk.
For å utnytte d. best mulig kunne bl.a. følgende tas i betraktning:
- Ha for øye ved planlegging og bygging av dammer, renner og vannhjul at minst mulig d. skulle gå til spille under transport og ’arbeid’;
- legge vannhjulet så høyt at en unngikk at hjulet kom til å bade i bakvannet. Dette bremset hjulet og krevde mer d. for å oppnå samme ytelse. Problemet var særlig merkbart for de store overfallshjulene som roterte mot strømretningen i hjulbekken;
- blåsebelgene måtte være tettest mulig og ellers være bygget slik at luften ble presset inn i ovnen/herden med størst mulig styrke med minst mulig bruk av d.;
- større vannhjul utnyttet d. relativt bedre enn små hjul i hyttedriften fordi belgen ved små hjul måtte gjøres mindre og drives hurtigere for å oppnå samme effekt;
- for effektiv utnyttelse av d. var det viktig å gi skovlekassene optimal bredde/dybde/høyde og vinkel i forhold til radiuslinjen slik at kassene kunne ta med mest mulig vann helt ned til hjulets loddlinje - men ikke lenger! Spørsmålet om hjulkassene var, ikke minst på 1700-tallet, gjenstand for omfattende teoretiske beregninger, forsøk og diskusjoner;
- sørge for minst mulig friksjon for høyest mulig virkningsgrad, f.eks. ved at vannhjulets akseltapp hele tiden var godt smurt, at vannhjulet var bygget slik at det gikk jevnt og uten kast, at transmisjoner som stangfelt gikk lett og uten spenn, glattest mulig gjennomfart for heisetønnene i sjakten (se ledningssjakt), mm.;
- ved permanent vannmangel vurdere et kretsløpsystem hvor d. ble pumpet/løftet opp over vannhjulet slik at det kunne slippes på igjen;
- ved gjennomføring av stollprosjekter og annen infrastruktur planlegge for å drive flest mulig vannhjul med samme vann (seriedrift), dvs at vannhjulene ble anlagt slik at et nedenforliggende hjul utnyttet avløpsvannet fra det foregående.
Når d. sviktet, satte man i gruvedriften ofte inn muskelkraft, både hester og mennesker til lensing og heising (gjøpeldrift, håndpumper, haspeldrift). Også i hyttedriften og ved pukkverkene var det vanlig med full driftsstans grunnet mangel på d. i noen perioder hvert år.
I tillegg til de mer dagligdagse utfordringer med d., som nevnt ovenfor, er det stilt spørsmål ved om den trege innføringen av vannhjulstypen kjerrat (for steinheisingen) ved norske bergverk skyldtes at man prioriterte å bruke disponibelt vann til vannkunstene som skulle besørge den livsviktige lensingen.
D. var et potensielt problem så snart det ble avløpsvann, særlig når vannhjulet måtte henge nede i gruven for å få til maskinell pumping og heising ved drift mot dypet. Som regel ble løsningen der å utnytte stoller til drenering av avløpsvannet.
Vannsøylemaskinen og turbinen stilte andre krav til d. enn vannhjulene. Mens det vanligste vannhjulet, overfallshjulet, nesten bare utnyttet fallhøyden fra toppen til nedre del av hjulet, måtte de moderne trykkvannsmaskinene ha store fallhøyder. På grunn av kravet til fallhøyde (gjerne flere hundre meter) kunne d. i praksis ikke brukes mer enn én gang noe, som nevnt, var mulig ved vannhjulsdrift med overfallshjul. På den annen side krevde vannsøylemaskinen mindre d. for å samme ytelse som vannhjulet. For turbinen var rent d. et absolutt krav pga de trange dyser vannet skulle gjennom. For begge maskinene ville det gi bedre utnyttelse av vannets potensielle energi om det ble ført gjennom friksjonssvake trykkrør av jern og ikke i trerenner.
Varia:
- Til langt ut på 1800-tallet rådet uklare forestillinger om energi og mekanikkens lover slik at perpetuum mobile heller ikke vitenskapelig kunne avvises som et umulig prosjekt. Ikke rart da at det også innen bergverksdriften ble gjort forsøk med konstruksjoner av evighetsmaskiner som resirkulerte sitt eget d..
- Ved et tilfelle i mars 1719 ble det ved en gruve på Kongsberg satt inn 90 pumpeknekter (!) for å holde en gruve lens.
- I 1844 ble det bygd ferdig en meget effektiv og vannbesparende kjerrat i en gruve på Kongsberg. Sammenliknet med en annen kjerrat utførte den nye maskinen dobbelt arbeid med en tredjedel mindre d.. Årsaken til dette var ikke så mye selve vannhjulet, men særlig de nye hjulgående heisetønnene som ble slept opp på en slak sjaktjernbane.