在元朝，江南是中國的魚米之鄉，是全國糧食的主產地，忽必烈在北方備戰，軍糧也主要來自於南方。但在當時，南宋佔據著臨安（今浙江杭州）等地，控制著江南的漕運系統，忽必烈極其需要打通一條通道，繞過南宋，把南方的糧食運到北方。
蒙古人雖然是生活在蒙古草原的遊牧民族，一向習慣於在平地上騎馬作戰，但他們在進攻中原時也意識到了水軍的重要性。於是忽必烈組建了蒙古第一支水軍，在命張榮實為第一位“水軍萬戶”。在南下的過程中，元軍俘虜了南宋的一部分水軍將領，收編了大量水兵和船隻，水軍實力越來越強大。元軍同時還組建自己的海軍隊伍，他們不僅接收了一部分南宋海軍，建造了大型海洋戰艦和海洋貨船，還與當時的海盜聯盟，打造了一個穩定的海上糧食運輸系統。
與元軍合作的是兩個著名的海盜，分別叫朱清和張瑄。最早的時候，他們的根據地在崇明島。崇明島是長江人海口最大的一個島嶼，是一個四面環水、易守難攻的地方。朱清和張瑄在這裡落草為寇，靠販賣私鹽、搶劫船隻為生。朱清和張瑄勢力很大，最多的時候曾糾集了近千名海盜，擁有500多艘船隻，活動範圍北到膠東半島和萊州灣一帶，南到通海。
南宋成淳九年(1273年），朱清和張瑄率眾背叛南宋朝廷，歸順元朝，朱清被授予代理管軍千戶的武職。四年之後，元軍攻佔南宋都城臨安，從南宋皇宮裡搶奪了大量的庫藏典籍和珍奇玩物，忽必烈命令元軍把這些東西都運到元朝首都元大都來，但當時江南很大一部分地區仍在南宋將領的控制之下。為了把這些東西安全運到目的地，元朝的大將伯顏想到了海上運輸，並把這一任務交給朱清和張瑄來完成，朱清和張瑄圓滿完成了任務。
後來，因為戰亂，南方運往元大都的糧食遲遲沒有運到，而且內地漕運的運費高昂，伯顏就想到開闢海上糧食運輸系統的主意。
忽必烈採納了伯顏的建議，任命朱清、張瑄為海道運糧萬戶，負責建設海上運輸系統。在朱清和張瑄的主持下，元朝政府建造了60艘平底船，招募了大量熟悉海上情況的工作人員。至元十九年(1282年)，這60艘平底海船從江蘇省太倉縣裝糧，沿著漫長的海岸線一直北上，在今天的山東榮成地區折轉向西航行，由今天的海河口人京，整個航程共用了四個多月。
自此，元朝統治者對海上灌運更加重視，南方的糧食、物資等源源不斷地經海洋運到北方。
