Un giorno questo lago aveva due emissari naturali, l'uno al nord verso il Serchio, l'altro al sud verso l'Arno. Finchè questi fiumi mantenevano il livello normale, lo scolo del Bientina si compiva regolarmente; ma nei tempi di piena avveniva il riflusso, l'acqua scorreva in senso inverso nei due affluenti del lago, e se non si fossero chiuse le paratoie, l'Arno e il Serchio si sarebbero riuniti in un mare interno alle falde dei monti Pisani. Privo del suo sfogo naturale il Bientina allora ingrossava sino a coprire una superficie di quasi 10,000 ettari, tre volte superiore alla ordinaria; e per salvare le ricche campagne di codesta porzione della Toscana si dovette creare al lago un emissario indipendente dai due fiumi vicini. A tale intento, si ebbe la felice idea di scavare un canale che fa ora passare le acque del lago in un tunnel sotto l'Arno, largo in quel punto circa 216 metri da un argine all'altro; per tal guisa il nuovo emissario, tagliando l'Arno in linea retta, entra nell'antico alveo di questo fiume, e corre, insieme al Calambrone, fino al mare. La maggiore difficoltà contro cui si dovette lottare in codeste opere di bonifica, fu l'estrema insalubrità del clima. L'atmosfera miasmatica appestava in ispecial modo la regione del litorale per il miscuglio che colà avveniva delle acque dolci dell'interno colle salmastre del Mediterraneo. L'eccessiva mortalità di animali marini e di piante d'acqua dolce, che da siffatto miscuglio proveniva, ammorbava l'aria impregnandola di gas deleteri derivanti dalla decomposizione delle materie organiche, e decimava le popolazioni della costa.