“又东为渊潭，潭浑若沸，亦不测其深浅也”，这是《水经注》对潭头的记载，也是已知史籍中关于潭头的最早记载。
“渊潭”之说，自然属实，郦道元为《水经》作注，曾走遍北方大部分主要河流，而伊河是流经北魏京畿之地的大河，近在咫尺，又岂能不寻流问源。“潭浑若沸”四字，也说明郦道元是实地来潭头考察过的，否则不会写得这样形象。因此我们可以断定，至少在南北朝时期，潭头曾是一片深山大泽，人们临水而居，过着亦耕亦牧亦渔的生活。
历史上伊河流域特别是中上游森林茂密，植被良好，水资源充足，水量充沛。特别是夏秋季节，山间水涨，伊河干支流更是水势凶猛。《水经注》曾记载公元223年的一次大水，说伊阙（即龙门）“阙左壁有石铭云：黄初四年六月二十四日辛巳，大出水，举高四丈五尺”；唐代《元和志》亦记载：“伊水出鸾掌山，东北过伊阙，多雨暴涨，诸峡束水之处其髙或七八丈”，虽然说的是伊河涨水时的情景，但也足以证明古代伊河水流量之大远非今日所能比。潭头之水由伊河、小河两条大的河流和潭峪河、雍峪河、井峪河以及五成沟、黄龙庙沟等多条深沟溪涧之水汇集一处，在中间低洼地带形成一片湖泊，是再自然不过了。
推测郦道元到潭头应该是在夏季，可能正好赶上洪水过后，所以才有“潭浑若沸”的说法。而平时的湖面肯定要小一些，而湖水多数时间也应该是清澈的。
潭头湖水消失时间未见记载，可能也无法记载，因为湖水消失是个极其漫长的过程，如果从北魏年间算起，恐怕至少也经历了千年以上的历史。其实在上世纪八十年代之前，沿纸房、大王庙、下坪直到石门一带，零零星星还有些湿地，而这些湿地，从地质意义上讲，也许就是千年渊潭的最后遗存。
潭头湖水消失原因，恐怕还是与森林资源过度采伐、土地大量开垦造成的水土流失有直接关系。历史上的栾川、嵩县一带曾是历代王朝重要的木材供应地。唐朝有百工、就谷、库谷、斜谷、太阴、伊阳六大木材基地，朝廷在这里设监司，“监掌采伐材木之事”，负责长安、洛阳二京的木材供应（见《唐六典》），其中“太阴监在陆浑，伊阳监在伊阳，皆在出材之所”（见《旧唐书》）。伊阳即伊阳县，治所设在今旧县，辖区包括今嵩县南部、栾川的合峪、潭头、大清沟、秋扒等地。北宋汴梁、洛阳木材来源地比较广泛，但伊河流域仍然是比较重要的供应地，而东西两京的木炭及薪柴，恐怕相当一部分也是来自伊河流域。除了建筑、制造和一般用材的消耗，另据北宋沈括《梦溪笔谈》记载，由于人们普遍采用松树烧烟制墨，“今齐、鲁间松林尽矣，渐至太行、京西、江南，松山大半皆童矣。”京西即京西路，今天的嵩县、潭头等地当时均属京西路。说明当时伊河中下游的松树一大半都被砍光了。松树如此，其他树木恐怕也遭到了相当程度的滥伐。随着森林资源的一代代采伐，特别是明朝中叶以来人口的大量迁入和大面积垦荒，原来的自然生态系统遭到损害，水土流失越来越严重，伊河干支流水流量逐渐变小，潭头湖水水位下降，而从东山、西坡等地冲刷下来的黄土、泥沙，又经年累月在湖中淤积，终于在历史上的某一个时候，湖面消失了，而淤积的黄土、泥沙，则使潭头成为了豫西深山区的一方沃土。
今天在潭头街挖水井，几米之后就会挖到坚硬的河床，而这河床，在历史上很长一段时间内曾是晶莹澄澈的湖底，那里曾有千万只鱼儿在穿梭，而湖面上则是成群的鸥鹭在飞翔，煦风里，正不时传来渔歌悠远的清唱。
