西漢建都長安，到漢武帝時期，由於京都人口不斷增加，官僚機構迅速膨脹，又要用兵匈奴和經營西域，中央政府的糧食支出非常浩繁，壓力很大。為了解決這個問題，西漢政府一方面在關中大修水利，以便發展當地農業，就近取糧。另一方面是改善水運條件，以便從當時主要產糧區的東部地方，調運更多的糧食進京。
西漢從函谷關以東運糧入京，本來取道渭水西運。但渭水多沙，水道淺澀曲折，運輸功能很差。從長安東到黃河，陸路只有300多里，而曲折的渭河水道，卻長達900多里 。又由於封凍和水量不足等原因，一年中，它只有六個月可以勉強通航。因此，渭河年運輸量很少，西運入京的糧食，只有幾十萬石。漢武帝時，須從東方調入糧食幾百萬石，急需另覓途徑解決運糧問題。因此，當大司農(主管全國農業的長官)鄭當時建議在渭南鑿一條徑直的運糧渠道時，漢武帝立即採納了。歷史上把這條渠道稱為漕渠。
漕渠工程動工於漢武帝元光六年(公元前129年)，由齊人水工徐伯負責勘查、測量、定線，由幾萬軍工負責施工。渠首位於長安城西北，引渭水為水源，經長安城南向東，與渭水平行，沿途接納泬〔jue決〕水(皂河)、滻〔產〕水、霸水，以增加漕渠的水量。這些水道都發源於南山，含沙量很少。漕渠穿過霸陵(治所在今西安市東北)、新豐(治所在今臨潼縣東北)、鄭縣(治所在今華縣)、華陽(治所在今華陽縣東南)等縣，到渭水口附近與黃河會合，全長300多里，歷時三年完工。漢武帝元狩三年(公元前120年)，又在長安西南鑿昆明池 ，周長40多里，將灃水、滈〔hao號〕水攔蓄池內。鑿昆明池除了用來操練水兵外，還可以調濟漕渠水量和供應京師的生活用水。
漕渠的通航能力很高，它一直是西漢中後期東糧西運的主要渠道，一般年代，年運輸量在400萬石左右，最高年份達到600萬石，約為渭水運量的10倍。除航運外，它還有灌溉農田之利，溉田面積約10000頃上下，比白渠多一倍以上，約與當時的成國渠相當。西漢亡國後，東糧西運的工作不再繼續，漕渠因失修而逐漸湮廢。
東漢定都洛陽，漕運工程的重點隨著東移，既鑿了一條名叫陽渠的新水道，又比較徹底地治理了汴渠。
洛陽雖有洛水可通黃河，但洛水大部分河段河床很淺，不便航運。為了使糧船可以直達京師，光武帝建武五年(公元29年)，在河南尹王梁主持下，著手興建運河。他組織力量，「穿渠引谷水(洛水支流)注洛陽城下，東寫(瀉)鞏川。」由於谷水水量不足和渠線安排不當，渠雖鑿成了，但不通水。19年後，即建武二十四年(公元48年)，大司空張純再度在京師附近修建運河。他汲取王梁失敗的教訓，一方面增加運河水源，除仍引谷水外，又引來了洛水幹流；另一方面重新安排渠道線路，西起宜陽東部，向東經過洛陽城的西面、南面和東面，再向東到郾師附近回注洛水。這條運河名叫陽渠。第二次工程很成功，東漢從此以後，來自南方、東方、北方等地的糧船，經邗溝、汴河、黃河等航道，再循洛水、陽渠，可在洛陽城下傍岸了。陽渠的穿鑿，不僅便於政府通漕，而且也使「百姓得其利」。
不過，東漢最大的運河工程，當數汴河的治理。從西漢後期到王莽統治時期，鴻溝水運體系，由於黃河的一再決口，已經支離破碎，有些運道完全斷航，由丹水演變而來的汴河，航道也經常受阻。汴河是京師洛陽的主要糧道，在全國入京的租賦中，來自豫、兗、徐、揚、荊等州所佔比重很大，多循此河入京。因此，對汴河的治理，東漢朝廷非常重視，其中最重要的一次，是永平十二年(公元69年)由王景、王吳主持的治河、治汴工程。黃河泛濫是汴河堵塞的根源，治汴必須治河(治河工程詳見本書《九、歷代治河工程》)。治汴工程主要有改造渠口和築堤、浚渠等。
汴河以黃河水為水源，而黃河主溜在河床中擺動無常，單一引水口不能穩定地引入河水，為了解決這個問題，王景、王吳除修復舊閘外，又建新閘，實行多口引水。同時，將引水閘由原來的木結構改成石結構，以便更好地控制進水。黃河洪水流量很大，即便汴口設閘控制，仍然會有過量的洪水進入汴河，汴河仍然會決堤成災。為了增加汴河的安全係數，二人又在其上游，即浚儀渠 ，用「墕流法」將湧入的過量的水，有控制地排出堤外。從滎陽到泗水，汴河全長800里，他們還全面地建築河堤，深挖河床。經過這次治理，汴河的漕糧能力大大提高。