在忽必烈時期，還有其他一係列水利工程。在這個時期，大運河以及長江一直保持了暢通無阻，各種物資源源不斷運至大都，既保持了江南繁榮，又保證了以大都為中心的北方物資的供應。《馬可波羅行記》中記載了馬可波羅當時所了解的長江航運情況，他說：“此江甚長，經過土地城市甚眾，其運載之船舶貨物財富，雖合基督教民之一切江流海洋運載之數，尚不逮焉。雖為一江，實類一海。馬可波羅閣下曾聞為大汗征收航稅者言，每年溯江而上之船舶，至少有二十萬艘，其循江而下者尚未計焉。可見其重要矣。沿此江流有大城四百，別有環以牆垣之城村不在數內，並有船舶停止。其船甚大，所載重量，核以吾人權量，每船足載一萬一二千石，其上可蓋席篷。”（《馬可波羅行記》中冊，第554頁。）
忽必烈在水利事業上最為突出的一件事，是對黃河源的調查。
黃河是我國第二大河，在我國曆史上有重大的影響。它的源頭在哪裏？我國很早就有人對它進行過研究和考查。
兩千多年前戰國時期成書的著名地理著作《山海經·海內西經》指出：“昆侖墟在西北，帝之下都，河水出其東北隅以行其北……又出海外，即西而北，入禹所導積石。”書中還認為：“澤為河水所潛。”這裏所說昆侖，雖有不同認識，但多數認為即指今昆侖山或蔥嶺。積石一般都認為在青海大積石山（即阿尼瑪卿山），而澤即羅布泊。根據這個記載，似認為黃河發源於今昆侖山或蔥嶺，至羅布泊潛入地下，至青海積石山再次流出，即為黃河。《史記》也沿襲了這一說法，認為“於闐西，則水皆西流，注西海；其東水東流，注鹽澤（指羅布泊——引者），鹽澤潛行地下，其南則河源出焉”（《史記》卷123《大宛傳》）……《漢書》進一步指出，西域“南北有大山，中央有河（此應指今塔裏木河——引者），東西六千餘裏，南北千餘裏……其河有兩源，一出蔥嶺山，一出於闐。於闐在南山（指今昆侖山——引者）下，其河北流與蔥嶺河合，東往蒲昌海。蒲昌海一名鹽澤者也，去玉門、陽關三百餘裏，廣袤三百裏，其水停居，冬夏不增減，皆以為潛行地下，南出於積石，為中國河雲”（《漢書》卷96《西域傳》）……《漢書》這裏並不十分肯定黃河就是由羅布泊水潛出形成的，它用了“皆以為”一詞，然而以後的許多著作，又加以肯定。至北魏酈道元的《水經注》仍然維持舊說。河出昆侖，流入澤，重源於積石山一說，遂成為我國黃河源的正統看法。
至唐代，一般仍認為黃河源於昆侖，唐代人所修《隋書》就認為疏勒南之今喀什噶爾河（今塔裏木河北源）是黃河。（《隋書》卷83《疏勒傳》。）《北史》將計成水，又稱樹枝水（今塔裏木河東源和田河）稱之為“黃河”（《北史》卷97）“龜茲”條……但是，從隋唐開始，對黃河河源問題有了新的說法。隋大業五年（609年）煬帝就以吐穀渾的曼頭、赤水二城設置河源郡（今青海興海縣東南）。唐貞觀九年（635年）唐將李靖、侯君集、李道宗等率兵進入吐穀渾，吐穀渾可汗伏允敗走，不知去向，當時唐軍馬乏糧缺，李道宗認為再追下去就要到柏海，“柏海近河源，古未有至者”，不如停止追擊，《新唐書》卷221上《西域傳》“吐穀渾”條。侯君集等力主乘勝追擊。唐軍遂分兵兩路，由侯君集、李道宗所統率的一路唐軍南下，“行空荒兩千裏，盛夏降霜，乏水草，士糜水，馬秣雪，閱月，次星宿川，達柏海上，望積石山，覽觀河源”（《新唐書》卷221上）《西域傳》“吐穀渾”條……當時所說“柏海”，一般認為即指今劄陵湖與鄂陵湖，星宿川即今之星宿海。這雖是一次軍事行動，但也是一次大規模的考察黃河河源的活動，並且肯定了這裏是真正的黃河源。這比在此以前的黃河源的說法，應是一個大進步。到貞觀八年，伏允的兒子諾曷缽即吐穀渾王位後，唐太宗又封諾曷缽為河源王。貞觀十五年唐太宗將文成公主嫁給吐蕃讚普鬆讚幹布，命李道宗送公主赴藏，鬆讚幹布率眾“次柏海親迎，於河源見道宗”（《唐書》卷196上《吐蕃傳》）……這是李道宗第二次到達柏海，進一步確認河源在柏海附近。唐長慶元年（821年），唐蕃雙方宰相大臣在長安會盟之後，唐穆宗又派大理卿兼禦史大夫劉元鼎等到西藏拉薩，與吐蕃會盟。長慶二年劉元鼎回到長安後，對吐蕃沿途各地的情況，有很詳細的報告，報告中說：“河之上流繇洪濟梁（又稱洪濟橋，在今青海貴德縣西黃河上，唐置金天軍於此地）西南行兩千裏，水益狹，春可涉，秋夏乃盛舟，其南三百裏三山，中高而四下，曰紫山，直大羊同國，古所謂昆侖者也，虜曰悶摩黎山，東距長安五千裏，河源其間。”（《新唐書》卷216下《吐蕃傳》。）此處所說紫山，即巴顏喀拉山（巴顏突厥語紅色之意，喀喇突厥語黑色之意，當時譯為紫，是十分恰當的），“悶摩黎”即巴顏喀喇的又一種漢字譯音。關於紫山即古昆侖之說，顯然是為了附和漢代以來河出於昆侖之舊說，更便於確定此處即為黃河之源。劉元鼎的這次考察，實際上是對河源的一次很科學的考察，其論斷在當時的情況下，也是最接近於事實的結論。
劉元鼎的這次考察報告，保存在唐人杜佑的《通典》之中，在修《唐書》和《新唐書》時，雖被使用，但並未引起應有的注意和重視，同時，由於河源地區長期處於吐蕃統治之下，交通不便，很不便於前往考察，因此，唐以後的三四百年，河源於昆侖，沒於澤，至積石重源之說，仍是河源問題上的主導說法。
元朝建立後，正如《元史·河源附錄》所說：“元有天下，薄海內外，人跡所及，皆置驛傳，使驛往來，如行國中。”而且青海及西藏，皆在元朝版圖之中，對了解河源的究竟，提供了方便。在這種情況下，黃河源於何處的老問題，引起了忽必烈很大的關注。他於至元十七年（1280），任都實為招付使，佩金虎符，命其“窮黃河源”。“都實既受命，是歲至河州。州之東六十裏，有寧河驛。驛西南六十裏，有山曰殺馬關，林麓穹隘，舉足浸在，行一日至巔。西去愈高，四閱月，始抵河源。”一年後，都實考察河源歸來，向忽必烈寫了考察河流的專門報告，並畫了河源圖及沿途山川城鎮圖。他的報告中稱：“河源在吐蕃朵甘思西鄙，有泉百餘泓，沮洳散煥，弗可逼視，方可七八十裏，履高山下瞰，燦若列星，以故名火敦腦兒。火敦，譯言星宿也。（思本曰：河源在中州西南，直四川馬湖蠻部之正西三千餘裏，雲南麗江宣慰司之西北一千五百餘裏，帝師撒思加地之西南二千餘裏。水從地湧出如井。其井百餘，東北流百餘裏，彙為大澤，曰火敦腦兒）群流奔，近五七裏，彙二巨澤，名阿剌腦兒。自西而東，連屬吞噬。行一日，迤麗東鶩成川，號赤賓河。又二三日，水西南來，名亦裏出，與赤賓河合。又三四日，水南來，名忽闌。又水東南來，名也學術，合流入赤賓，其流浸大，始名黃河。”都實的考察是空前的，這次考察河源，與唐代劉元鼎等人不同，這是一次有目的、有計劃的考察，而且是由當時的最高統治者——忽必烈親自命令考察的，反映出這次考察不僅意義重大，而且組織嚴密，規劃宏大。其次，由於是有組織、有目的的考察，因此其考察記錄最完整，考察結果在當時條件下也最準確。這次考察活動是忽必烈親自下令進行的，反映了他求知、求新、不囿於舊說的開放、進取心理，同時也是他對水利事業，對黃河開發的關心。另外，王莽時期在青海地區曾設置過河源郡，隋文帝在這裏設過河源郡、西海郡、澆河郡、西平郡，但這僅是表示主權和管轄權的一種名義，實際並未設置任何官員和機構。北魏、唐、宋在今樂都設置過鄯州，此後，中央政府對這裏的情況，很少問津。忽必烈作為一個出身遊牧民族貴族的中國皇帝，他不僅實現了中國的大一統，而且很關心大一統領土上的情況，他曾經召請一些漢族知識分子到大都來編中國的地理書，但大部分沒有敢來。也說明這些徒有其名的儒士們，不一定清楚中國大統一後的地理狀況。大統一為探索著名的黃河源頭創造了條件，同時也反映了忽必烈要了解大統一局麵的強烈願望。這也是他在中國曆史上的一個貢獻。