在隋朝時期，當時經濟重心的南移，南方經濟已經有了很大程度的發展，可謂是十分富庶，而當時的北方經歷了連年的戰事，需要好好休養生息。隋煬帝就想把南方的物資運往北方來恢復經濟，可他發現江南的物資運抵都城困難重重，沒有一條合適的航道。
傳統的陸路運輸成本非常之高，光是在路上所消耗的就要比運輸的還要多，若遇上陰雨天，糧食發黴現象嚴重，可當時的水路交通就不一樣的，相比於陸路運輸，水路好比於古代版的高速公路。
考慮到當時沒有一條由南方直接到達北方的水路，隋煬帝就下令開鑿大運河，讓江南豐富的物資能夠迅速地運往都城。同時好大喜功的隋煬帝也不忘開鑿通往北京的運河，可這樣在攻打高句麗的時候，運送糧食也更加方便。
隋朝大運河也在隋煬帝的一聲令下後開始動工，並且很快就完工了，在客觀上的確提高了物資運輸的效率，但是過重的勞役也害慘了老百姓，更為以後隋朝的滅亡埋下了禍根。
隋朝大運河
元朝在歷史上存在的時間很短，但當時的統治者再次開始了對大運河進行了修繕，而大運河在隋朝時期就已經開鑿好了，按理說元朝只要在此基礎上整理牢固一下便好，為什麼要把運河的路徑去改變？
隋煬帝的大運河主要是以洛陽為中心，北京，杭州，洛陽三點一線，而元朝就不一樣了，元朝的首都在北京，大運河沒有必要再繞到河南了，直接經過山東到達大都，而且此舉還可以節約很多工程量。
等到了元朝的時候，全國的經濟重心已經在江南一帶，帝國的財政基礎也在那裡，而北京卻與江南相隔數千裡，物資運輸的窘境又擺在了元朝的統治者眼裡，在那時怎麼把這麼多物資用小的成本運到北京成為了頭號難題。
陸運耗資、海運受阻
元朝最開始嘗試過陸地運輸，這可是隋朝時期就實驗過的，陸地運輸耗費巨大，誰也承受不起。所以元朝統治者最先想到的其實是通過海路運輸物資，這樣很省事且不用其它的工程，只要有足夠的海船和船伕就行了，但是這種想法很快就被否定了。
因為元朝用海運運送的幾次糧食，他們發現海運的風險太大了，很多船隻或者被海浪打翻，或者觸礁沉沒，這簡直是拿著生命在運輸，船伕們也承受不起。
無奈之下，元朝統治者想到了再次啟用大運河，但是此時的大運河簡直跟廢棄的差不多，從唐末五代以來，一直處於戰爭或者分裂狀態，大運河一直沒有得到很好的維護，很多地方都淤積成為良田。因此，元朝轟轟烈烈地重修大運河運動開始了。
元朝大運河
此時元朝正處於強盛時期，它還是有著頑強的生命力的，也有強大的號召力和執行力。元朝統治者忽忽必烈，也知道依靠懂得水利工程的人主持這件事情，於是就讓歷史上著名的郭守敬主持再次修繕大運河。
郭守敬是著名的天文學家，數學家，水利工程專家，在這些方面取得了卓越的成就，著有《推步》、《立成》等十四種天文曆法著作。其實早在元世祖中統三年（1262年）郭守敬初見忽必烈時所提的六項水利工程計劃中，第一項提的就是重修大運河。
第一次方案：因排水量小而失敗
他計劃把清河的上源從玉泉山湧出後東流，經甕山（今萬壽山）南面的甕山泊（今昆明湖的前身），再把向東的那一支流改道向南，注入高粱河，再連接運河。這項計劃實施後就被否定了，因為只是一泉之水，只能增加大都城內湖池宮苑的用水量，對航運起到的作用不大。
第二次方案：船隻無法逆流而上
郭守敬
公元1265年，郭守敬提出了第二個方案，就是利用金朝時期修建的渾河口，在上游開一道分水河，引回渾河。為了消除水患，同時為了解決泥沙淤積問題，郭守敬撤去了運河上的閘壩，但由於大都到通州運河段的水位梯度大，沒有了閘壩的控制，大型糧船沒辦法逆水而上，於是這個方案也已失敗告終。
此後，郭守敬總結了兩個方案失敗的教訓，並在大都周圍仔細地勘測水文和地形起伏情況，利用第一個方案所開鑿的河道，為了解決水源不足問題，郭守敬又把昌平縣神山（今稱鳳凰山）腳下的白浮泉水引入甕山泊，這樣問題就解決了。提出建議後很快就被忽必烈採納，郭守敬又開始動工了。
郭守敬還是一個辦事很認真的人，對於皇帝交給的任務，他堅決保質保量完成，他耗時多年完成了全部工程，此舉更是發展了南北交通和當時的漕運事業。
元代的大運河線路直接從北京到杭州的兩點一線，省去了去河南的那條，京杭大運河的正式全線貫通，成為一條連接南北的大動脈，也是元朝的生命線。
1283～1293年，先後開通了北京到通縣的通惠河、山東臨清到東平的會通河、東平到濟寧的濟州河。元代新修的這條京杭大運河，有著重要的地位，它不但改變了元朝的物資運輸困境和財政困境，更為後人留下了一個可觀的遺產，明清兩代均建都北京，相繼對元朝大運河進行了擴建。
直到現在京杭大運河仍然發揮著其重要作用，比如南水北調工程也是利用了這條運河的航道，後來結合南水北調工程重點擴建了徐州至長江段400餘公里的運河河段，是運河單向年通過能力達到近2000萬噸，並且還擴大了沿岸灌溉面積和排澇面積，取得了多方面效益。
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