兴修水利是林则徐的专长，他在南方任职期间，治水的成绩就十分出名，他被革职以后，还协助大学士王鼎治理过黄河水患。
1844年3月，布彦泰要复垦荒芜多年的阿齐乌苏地。新疆种地离不了浇水，要想复垦，就得首先解决伊犁河水利问题。这就必须把原有的喀什河引水渠道挖宽加深，并开挖新渠引入阿齐乌苏东界。由谁负责这一项水利工程呢？治水的行家里手就在眼前，布彦泰当然知道。于是，他就让林则徐负责。伊犁的3月春寒料峭，并不适合开工。而且，要上这么大的水利工程，事先必须实地勘测，还要根据工程进行资金预算。
这时，林则徐已经是快60岁的老人了，还体弱多病。但是，他还是要沿施工的河段细致地勘测丈量，甚至深入到伊犁河的上游喀什河流域。林则徐在这个过程中所经受的辛苦劳累可想而知。
前期工作已经完成，但是，当时伊犁将军府缺乏工程必需的资金，于是，对阿齐乌苏渠（后称“湟渠”）就采取捐资分段承修的办法。林则徐主动捐资承修整个水渠最艰巨的龙口工程。布彦泰大感快慰，由衷钦佩林则徐。
龙口地形复杂，北岸是乱石陡坡，水在坡旁流，必须挖石排淤，使水流通畅。南岸受河水的冲刷，多处坍塌，必须打上木桩，砌上石头，筑起护坡堤，建起调水坝。整个龙口渠首工程要修的渠，宽三丈到七八丈，深五六尺到一丈多，长六里以上。林则徐亲自率领锡伯营兵丁民夫，6月开始动工，苦干5个月，共用工10万以上，完成了工程量最大、最困难的龙口工程。
1845年4月，200多公里长的水渠全线贯通，引水灌溉垦复面积约15万公顷。这是清代伊犁开屯以来最大的水利工程，当地民众为表达对林则徐的敬佩与怀念，称之为“林公渠”。
通过此事，布彦泰更加敬重林则徐了。他向朝廷奏报说，开垦阿齐乌苏大局已成，渠道全通，10多万亩土地得到灌溉，还不误春耕。另外，他还趁机向皇上报告林则徐的立功表现。他说，林则徐到伊犁已经两年，我看他聪明而不浮躁，学问渊博而不泥古，诚实明爽，历练老成，我所见过的官员，没有能胜过他的，实在是人才难得啊！当然，林则徐遣戍伊犁，是罪有应得，不过，让这样的有用之才放在这里，不去发挥他的才干，实在是可惜啊！
布彦泰极力荐举林则徐，希望皇上能“弃瑕录用”。道光皇帝知道了伊犁修渠完工，有利农业生产，当然高兴，也知道林则徐在其中的作用。但是，他不提重新启用林则徐的事，只是批示给布彦泰说，你让林则徐干这件事，还是妥当的。这样，也算间接肯定了林则徐的作用。
通过这件事，道光皇帝知道，林则徐办水利、兴农业很有本领，那就让他在新疆发挥他的才干吧。于是，道光就在1844年10月下旨说，让林则徐到南疆阿克苏、乌什、和阗去勘测调研。具体事务就是勘丈地亩，兴办水利，招民安户，考核工费等。
接到圣旨，林则徐开始了南疆之行。1845年1月24日，年迈体弱的林则徐在他的三儿子的陪护下，冒着新疆的严寒，沿着天山北路去乌鲁木齐，再经吐鲁番，走天山南路，和办事大臣全庆会合。他们在5个月的时间里，先后领导勘查了库车、乌什、阿克苏、和阗、叶尔羌、喀什噶尔、库尔勒、托克逊等地，行程两万多里，所到之处兴修水利，开荒屯田。
林则徐勘地兴垦之后，原来荒无人烟的地方，出现了新的绿洲和村落。如和阗达瓦克，开垦一年后，除砂碛冈梁之外，均搭盖房屋，垄亩相望，俨然一大村落。叶尔羌巴尔楚克本空旷无人，林则徐召集民工，建筑城池，开渠引水，然后让人们前来垦荒种地。没过多久，这里就形成集市，许多贫苦的人家带妻儿老小前来安家落户，把这里当成很好的家园。
