Второй идеей было создание нового канала со шлюзом, обходящего извилистый, неудобный для судоходства участок Цны, а на месте существующего шлюза на Цне устроить бейшлот (плотину со шлюзами), обеспечивающий необходимый уровень воды в Тверецком канале.
Третьей идеей было перекрыть реку Цна плотиной выше Тверецкого канала, что должно было образовать первое в России водохранилище. Самый же необычный замысел был в том, чтобы перевести страдавший от дефицита воды водный путь на периодический режим работы, попеременно накапливая воду в водохранилище и выпуская ее. Такая инженерная практика ранее в России не применялась.
В 1722 г. система пришла в работоспособное состояние. Плотина же с водохранилищем была закончена в 1741 г.
На Балтийское море Петр Великий собирался везти грузы через Петербург, Кронштадт и систему северных каналов, а в Черное море — через реку Дон, крепости Азов и Таганрог и систему донских каналов.
70-километровый волок между Волгой и Доном в районе города Царицына существовал с незапамятных времен. Русские купцы использовали его с Х века. Когда турецкий султан Селим II узнал о занятии русскими Астрахани, он приказал кафинскому паше Касиму возглавить войско, идти к Переволоке, каналом соединить Дон с Волгой, а затем взять Астрахань. Вместе с турками в поход двинулся и крымский хан Девлет Гирей с 50 тысячами всадников. Турецкие суда, везшие тяжелые пушки, плыли по Дону от Азова до Переволоки.
В первой половине августа 1569 г. турки достигли Переволоки и начали рыть канал. Естественно, прорыть его за 2–3 месяца было нереально. В конце концов, паша Касим отдал приказ тащить суда волоком. При этом Девлет Гирей и его татары вели пораженческую пропаганду среди турок, стращали их суровой зимой и бескормицей, что в общем-то было вполне справедливо. Но тут турок выручили астраханские татары, пригнавшие по Волге необходимое число гребных судов. Используя их, Касим в первой половине сентября подошел к Астрахани, но штурмовать ее не решился. Вместо этого он остановился ниже Астрахани на старом городище, решив там построить крепость и зимовать.
Осада Астрахани не удалась, и 20 сентября 1570 г. турки двинулись назад. По преданию, паша Касим сказал о канале между Волгой и Доном: «Даже всем турецким народом тут и за 100 лет ничего не сделать».
Петр I в 1695 г. двинулся на Азов в обратном направлении — с Волги на Дон. Надо ли говорить, что русские тоже много претерпели на переволоке от Царицына до Паньина.
Строительство канала началось в 1696 г., после взятия Азова. По указаниям Петра канал должен был соединить реки Иловля и Камышенка, первая из которых впадает в Дон, вторая в Волгу. Проект канала назывался «Новая и правдивая карта о перекопе, чтоб из Дона или Танаиса кораблям Иловлей рекой до Камышенки и Камышенкою рекой в Волгу или Астраханскую реку в Каспийское море входить». На реке Камышенке должны были построить в первую очередь четыре плотины и четыре шлюза, вторая очередь включала в себя еще шесть шлюзов.
Строительством вначале руководил английский инженер Бреккель. Но вовремя осознав безнадежность проекта, он сбежал из России. Затем его сменил инженер Пери, тоже англичанин. Однако стройка канала с самого начала не заладилась. Связано это было с неосвоенностью края. Да и сам проект был технически несовершенен. Все необходимые строительные материалы приходилось везти издалека. Солдаты и прибывшие на строительство по повинности крестьяне голодали.
Астраханский воевода Борис Голицын стройке только мешал, потому что считал это сооружение «делом богопротивным». Как пишет современник: «…и на Царицыне хотели перекапывать реку, а посошных людей было всех городов 35 000, и ничего они не сделали, все простояли напрасно».
Строительство Петровского канала велось вплоть до 1701 г. Но когда началась Северная война, финансирование проекта прекратилось.
Второй попыткой Петра соединить Волгу с Доном стало строительство Ивановского канала, который соединял реку Иловлю (левый приток Дона) с рекой Камышинка (приток Волги). Постройка канала была начата под руководством полковника Брекеля, затем управление стройкой взял на себя английский инженер Джон Перри.
Строительство канала началось в 1702 г. после заготовки необходимых для него материалов. Он должен был соединить реку Шат (бассейн Волги) в районе расчищенного от ила и торфа и углубленного Иван-озера (отсюда название канала) с верховьями Дона. На прокладку канала было собрано 35 тысяч крестьян, а позднее, после первых побед в ходе Северной войны, в прокладке канала участвовали и пленные шведы.