自宋朝起,太湖流域便成为我国最重要的产粮区,有“苏湖熟,天下足”的说法。元朝以大都为都。都城官兵、百姓众多,粮食的消耗量极大,每年需要调入外粮200多万石。太湖流域成了大都用粮的主要供应地。
起初,南粮北运,元政府采用双管齐下的办法进行。一条管道是海运。粮船从江苏太仓刘家港起锚,出长江口沿海岸北上,绕过山东半岛,驶入渤海湾,傍岸到直沽(今天津市),然后再循白河(今北运河)达通州(今北京市通县)。海运有优点,如运量大,节省人力和费用,但海难较多,常有船舶漂失,不及河运安全。
另一条渠道是河运。将江南粮食装船,沿江南运河、淮扬运河(扬楚运河)、黄河、御河(卫河,相当于永济渠中段)、白河抵通州。这条运道问题较多。黄河为西东走向,北上粮船须向西绕到河南封丘,航程很大;从封丘到御河,还有200多里,无水道可以利用,必须改成车运,道路泥泞,车行困难。
元朝统治者迫切需要有一条径直而安全的水道,从大都直达江南。为实现这一愿望,关键问题是山东地区能否穿凿运河,只要在这里凿出一条渠道,南北直运问题便可迎刃而解。忽必烈派杰出的水利名家郭守敬深入当地调查,得出肯定的答案后,便在至元十九年(公元1282年),委派兵部尚书奥鲁赤组织人力,在济州(今济宁市)境内施工。第二年完成,这便是济州河。它南起济州鲁桥,北到须城(治所在今东平县)安山,长150里左右。这里地处鲁中山地西缘,与其南北相比,地势稍高。建设这条运河,解决水源问题和比降问题,都是工程的重点和难点。
汶水和泗水是运河附近两条稍大一点的河道,都发源于鲁中山地。前者向西向北流,是大清河的上源。后者向西向南流,是淮水的支流。两者之间,还有一条小水叫洸〔guang光〕水(一说洸水为汶水汊流),其流域地势又比汶、泗略高。于是,建设者们分别在汶、泗上游各建一座拦河坝,将汶、泗两水集中于洸水,沿洸水河道至任城(在今济宁市境)进入新开的济州河。济州河一部分水南流,回到泗水故道,下通淮水;一部分水北流,回到汶水故道,汶水下通大清河。济州河的穿凿,沟通了淮水和大清河。汶、泗两水,雨季、旱季水量的差异较大,为了以丰补歉,保证济州河常年都有一定的水量,建设者们又于河旁修筑一些水柜,进行调剂。
由于济州河位于鲁中山地西缘,比南面的泗水河道和北面的汶水河道都高,因此,南北河床的纵比降都偏大。比降偏大,不仅航行困难,而且河水也容易流失。济州河本来水源不足,过多的河水流失,便会导至断航。为了解决这个问题,建设者们在比降较大的河段上,修建了一批闸门,无船时,闭闸保水,来船时,开闸通航。
大清河原是古济水的下游,它下注渤海。这样,南来漕船便可循泗水、济州河、大清河、渤海、白河,直达通州了。不过,大清河也不是一条理想的水道,除其本身水量不足外,又有潮水顶托和河口多沙等问题,漕船常常受阻。人们认为,南北之间内河航运还有进一步改进的必要,于是,又有会通河工程的兴起。
首先建议穿凿这条运河的是寿张(治所在今山东梁山县西北)县尹韩仲晖和太史院史边源。经朝廷派人深入现场调查,确认切实可行后,命江淮行省断事官忙速儿、礼部尚书张孔孙、兵部郎中李处选负责施工,征丁夫三万人服役。至正二十六年(公元1289年)开工,南起须城安山,接济州河,北到临清,与卫河会合,长约250里。行船的渠道工程,当年凿成,解决比降、保水等问题的坝闸,则在以后陆续完工。这段新凿的运道,初名安山渠,后来,因为它是条“古所未有”的“通江淮之运”的水道,南粮可以直达京郊,忽必烈十分高兴,正式赐名为“会通河”。
鲁西一带,地势高于南面的江苏和北面的河北,是南北大运河的河脊,水源又比较短缺,工程十分复杂,但人们还是千方百计地建成济州、会通两河,使南北水运联成一线,在我国运河史上具有划时代的意义。当时两河虽然因为技术上的原因,还不能通航较大的船舶,因而也没有取代海运,成为南北漕运的主要渠道,但它却为明代完成这一任务奠定了基础。