大港没建成，李书田对于水利的热情不减。1930年，导淮委员会邀请国内水利专家齐聚南京，共同商讨“导淮计划”（1913年，袁世凯政府设立导淮局，并与美国红十字会签订导淮借款合约，计划导淮水全部入江，后因战争废止。国民党政府成立后设立导淮委员会，继续此项淮河治理计划），会上，李书田建议组织中国水利工程师协会。其实两年前，也就是归国不久，李书田就与李仪祉商议组建这个协会，但是终因时局变动，没能实现，或许是当局不够重视，时隔两年，这次提议仍未能成功。执着的李书田不甘于就此放弃，第二年，再次提出了这个建议，终于得以实现。1931年4月22日，中国水利工程师协会成立大会在南京导淮委员会举行，公推李仪祉为会长，李书田为副会长。也是这一年，李书田和李仪祉趁热打铁，将中国第一水工试验所的筹备工作纳入协会的议事日程（水工实验所的建立可以说一波三折，笔者在后面会单独加以说明）。在筹建水利工程师协会和水工试验所的这段时间，李书田相继完成了《农田水利出版物之搜集》、《华北水利建设概况》两部著作。
1934年起，李书田成为黄河水利委员会委员，并于1943-1948年担任副委员长一职。任内，李书田指导参与了“渭河治理”、“黄河中下游治理”、“宁夏灌区的改建与发展”等工程的规划设计，撰写了《中国历代治河名人录及其事迹略述》、《中国治河原理、工程用具发明考》、《华北水利资源概况》等文章。他还联络各水系流域机构技术负责人员，编写了20世纪40年代中国水利方面的权威著作《中国水利问题》一书，在书中，李书田阐述了以流域治河的理念，提出：根治黄河水患，必须标本兼治，注重中游水土保持工作，广倡植树造林；黄河开发利用要结合防洪、灌溉、航运、发电、围垦等方面统筹兼顾，量力而行。李书田的想法非常有前瞻性。抗战胜利后，国民政府为李书田颁发“胜利勋章”和一等金色水利奖章，用以表彰他在国家水利上的贡献。李书田的治黄思想得到了毛泽东的关注，为此曾嘱咐周恩来总理设法挽留，欲委以重任。
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前面提到的中国第一水工实验所的建立，是我国传统水利向现代水利科学转化的主要标志之一，李书田对于它的落成功不可没。
1928年，在华北水利委员会第一次委员大会上，李仪祉和李书田就提出争取用荷兰退还的庚子赔款来建立河工试验场，但未获批准。在这期间，留德回国且有水工试验经验的李赋都提议先在华北水利委员会内部设立一个临时水工试验场所，而李书田也在河北省立工业学院（现河北工业大学前身）促成了市政水利工程学系的建立，华北水利委员会遂与该系商议合办华北水工试验所。双方于1931年1月达成协议，各出预算经费的十分之一(一万五千元)，成立了由彭济群等三人组成的工款保管委员会。8月，李仪社、李书田在中国水利工程学会第一届年会上再次提出设立国立中央水工试验馆的提案。可惜，这些提案仍没受到政府的重视，未能实现。