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以邗沟为起点，大运河从扬州向北方的开凿，在到达淮安以后就变得困难重重了。淮安以北降水减少，缺水的河流难以为运河提供水源。因此，帮通州到北京的运河寻找水源地成为工程成败的关键。
元朝政府先后开凿了三段河道，修筑成以大都为终点，南下直达杭州的南北纵向大运河。这就是京杭大运河。但就在大运河修到通州之后，看似离京城只差一步之遥，却因为没有合适的水源迟迟无法贯通。大批从南方运来的货物只好在通州上岸再转由陆路运输。为了提高效率，打通水路势在必行。这关键的最后20公里水路就是后来的通惠河。全权负责此项工程的正是当时的都水监、元代最为杰出的科学家郭守敬。
几经考察，郭守敬把北京城外的白浮泉定为通惠河的水源。北京地形西北高，东南低，白浮泉正好位于北京城北面的高点。可以自流流向东南面的北京城和通州。
面对高低起伏的地形，如何确定一条呈递降趋势的引水路线？郭守敬需要精确的测量与调查。他设定了一个测量高度的基准点：0。以海平面为0点，测量物体的绝对高度，这就是海拔的概念。郭守敬首先从海拔53米处的白浮泉修一条弯曲的渠道，连接海拔51米的昆明湖，再从这里自流到海拔48.8米的北京城和27米的通州，接入运河。
为什么不能走直线距离呢？原因就是，在直线距离上有两条自然河流，地势已低于北京城。如果水到了这里将汇入河流，永远不会流向北京城了。
在郭守敬之前的时代，中国人只有相对高度的概念。但是，当远距离比较时，常常出现计算误差。然而，郭守敬对于这个0的确定，是以海平面为零点，测出每一处地点的绝对高度，是非常准确的。这个概念的提出，早于西方海拔理论的提出500年。 |
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