杭大运河北段的主体工程最早是由曹操下令修建的。
泉州渠也动工于建安十一年（206年），当平虏渠将滹沱河与水联通后，泉州渠的开建使河网再次向北延伸，到达潞河，即今天津地区的海河流域，据《水经注》记载，其最北之处最少可达幽州刺史部的雍奴县（今天津武清县北）。
潞水下游水流湍急，不利于航行，后来又修筑了泉州渠的二期工程，即从鲍丘水修筑运河通濡水，也就是新河，解决船到潞河后无法继续向北的问题。
《水经注》对新河记载较详细，它的大体流向是：出盐关口，穿过庚水（今州河）、巨梁水（今还乡河）、封大水（今陡河）、缓虚水（今沙河）、素河（今沂河）等众多河道，最后在乐安县境内与濡水会合。
平虏渠、泉州渠、新河三条人工运河互相接力，使可以通航的河网不断向北延伸。这些地区大体上相当于今天的山东北部、河北西部、天津和北京等地区，在当时尚属欠发达地区，这里地势低洼，容易积水，道路难行，交通困难。发达的水运系统建成后，极大地改善了这里的交通状况。
由邺县出发的船只，可以从漳水、淇水到达白沟，然后经平虏渠、水、潞水、泉州渠、新河等不断向北转运，一直抵达幽州。
这一系列水利工程是前无古人的浩大工程，曹操下决心修建这些工程，决不只是为改善北方交通那么简单，显然他有着更大的动机。