公元12世纪后期，蒙古草原上逐渐兴起一支所向披靡的部队，为首的是蒙古贵族铁木真。13世纪初，大蒙古国成立，铁木真被尊称为成吉思汗。这个在马背上建立起来的蒙古帝国在漠北崛起以后，不断进行对外军事扩张，所到之处，望风归顺。在势力最强的时候，蒙古国的疆域，包括了中国北部、中亚和欧洲一些地区，在当时可以说是最庞大的了。

宋朝跟蒙古人联手攻下了金国掌控下的蔡州后，金哀宗仰天哀叹后自缢身亡，金朝从此灭亡。宋与蒙也从此各自退军，双方以陈、蔡二州为界，暂时相安无事。尤其是南宋小朝廷，以为从今以后就可以继续偏安东南，继续过他们“只把杭州作汴州”的日子了。

可是对一个雄心勃勃的蒙古帝国来说，能跟南宋一样地安逸享乐吗？当时南宋的文天祥曾经上书进言，说：“元人没有一天不想把我们打败、消灭，然而他们没有做到，原因在于他们缺少战船，不熟悉水性，害怕我们强大的水军。如果要保卫东南半壁江山，必须要倚靠水师，我们能在金山打败金兀术靠的是水师，在采石击毙金国国主完颜亮靠的同样是水师。”

可是蒙古这支来自草原马背的民族，偏偏也能将水师训练得像他们的骑师一样威猛，他们沿运河南下，一举击沉了南宋小朝廷这艘“破船”。运河从此以后再不属于汉人了。运河是到手了，那么，蒙古人能驾驭得了它吗？事实证明他们不但有能力驾驭，并且还能驾驭得很好。

公元1260年，成吉思汗的后代忽必烈即位，四年后迁都到北京，那时叫大都。元大都建成后，北京人口猛增到50万。随着元朝一步步强盛起来，粮食的供应越来越难以保障。并且，元大都每年还要支付巨额的战争开支，还需要很多巨石大木和各种建筑材料，以及丝绸、茶盐和各种日用品。这些物资仅靠北京地区根本无法保证供应，单靠陆路运输也是不可能的，怎么办呢？那就只有请水路帮忙了。

元朝时候隋唐大运河还能用，南方的物资可以通过长江转入淮河，再逆黄河而上到达中滦旱站（今河南封丘西南），然后改为陆运180里到达淇门（今河南浚县西南），再进入御河（今卫河），到了通州以后再经过60里陆路运到大都城。

这一路走下来，水上陆上要多次转运，有时运河河道还经常会壅塞，不但效率非常低，而且一旦碰上阴雨季节，粮食很容易在运输途中发霉腐烂，人畜的疾病死亡也是常事。当年在北京东十四条的粮仓里，也就是现在我们看到的改造后的南新仓，这里面就曾经堆满了这样的粮食，所以，忽必烈为此伤透了脑筋。

这一天，元世祖忽必烈在上朝的时候又想起了这件让他烦恼了很久的事：“燕南府的平原物产还不够丰饶，而我们的管理机构众多，卫士民众更多，而物产丰饶的江南又离大都城那么远，这可如何是好啊？”

这时有一位大臣回道：“圣上不必忧虑，不是还有通济渠和永济渠直达燕京吗？它们可以把江南的金山银山都搬过来。”

忽必烈苦笑着说：“这一点朕是知道的。可通济渠、永济渠都是隋时大业年间修筑的，到现在已经工作了600多年啦，就算是铁打铜铸的，经过600年也快要烂掉了，何况这些河还是土筑的，很多河段都已经淤塞，没法通航了。再说，就算能通航，我们的漕船从江南运河经过长江、淮河，再转入通济渠到洛阳，然后转入永济渠，再到涿郡，这个弯绕得也太大了吧？我们蒙古人祖祖辈辈生活在草原马背上，不懂得治水，有谁能替朕疏通治理啊？如果说燕京是蒙古的马头，那么通向南方的大运河就像拴在马头上的缰绳，谁能帮朕把这马缰绳拉直啊？”

忽必烈的问话难住了所有的大臣，他们你看我，我看你，没有一个人能给他们的大汗一个确定的答复。

半晌，一个宏亮的声音突然从人群里传出来，使在场的所有人都吓了一跳：“皇上，臣知道一个人，他能帮您把马缰绳拉直。”忽必烈一看，说话的是中书左丞张文谦，“是吗？说来听听，这个人是谁？”“这个人皇上您认识的，就是在太史局跟王恂一起修改历法的郭守敬啊。”“哦，对了，这些年朕派郭守敬去编订新的历法，倒把他精通水事这一茬给忘了。”

当张文谦把郭守敬带到忽必烈面前时，第一次面见皇上的郭守敬没有丝毫乡村僻壤农夫的拘谨，对元世祖的询问，郭守敬镇定自若，款款而谈。因为对北方水利情况已经熟捻于胸，郭守敬一口气说出了修复燕京附近的运河、引黄河、沁河、漳水、沙河等河道的水灌溉农田等六项建议。每听完一项，忽必烈就点头赞许一番。最后，忽必烈大喜过望：“好！好，好！英雄出少年啊！中书左丞举荐得不错，果真是个俊才！让这样的人去办事，朕放心。”张文谦受到夸奖，自然也是美滋滋的：“圣恩浩荡，天下俊才才会为朝廷所用啊。”

从此以后，郭守敬就被派去经办河道水利的事务。两年后，郭守敬又被派去西夏一带整治水利，不出一年，经过多年战乱后河道淤塞、土地荒芜的西夏就有900多万亩农田灌溉畅达，粮食丰收。此外，郭守敬还在山东、河北、燕京等地兴建了不少水利工程，对当地的交通运输和农田灌溉都起到了良好的作用。