Мариинская водная система, оказавшая большое влияние на развитие торговли и промышленности Вологодского края, уже в дореволюционное время стала предметом изучения с инженерно-технологической точки зрения. При всей ее важности как наиболее удобного водного пути, соединявшего бассейн Волги с Петербургом, специалистам второй половины XIX - начала ХХ в. были очевидны ее недостатки:
1) дороговизна перевозки;
2) медленность хода;
3) ограниченная грузоподъемность.
Именно поэтому канал нуждался в модернизации и перестройке. Об этом писали Н. Вводов, И.В. Петрашень и др. Изучение различных трудностей в эксплуатации Мариинской системы породило целую серию проектов по ее развитию и модификации.
Уже в 1860 г. проекты ее переустройства представили инженеры Страбовский и Севастьянова. В 1882 г. был представлен проект за подписью инженера Звягинцева о переустройстве системы для 20-саженных судов. Анализируя этот проект, М. Прокофьев пришел к выводу, что в расчеты вкралась большая ошибка, которая изменяет абсолютно все выводы. Тогда же были представлен проект о переустройстве системы для 40-саженых судов. Он был удачнее, но требовал больших затрат. Ни один из этих проектов не только не был реализован, но и даже утвержден.
Переустройство Мариинской системы с 1890 по 1896 годы имело те же цели, что и данные проекты. По выполнении работ стоимостыю 12,5 млн рублей Мариинский водный путь должен был иметь возможность пропускать в течение всей навигации суда 30 саж. длины, 4,5 саж. ширины при 10 четв. осадки. Время прохода из Рыбинска в Петербург исчислялось в 30 дней и обратно в 37, так что около 3000 судов, с 120 млн пудов груза должны успеть вернуться назад. Наконец, фрахт на переустроенном пути, по предложению Министерства, не должен был превышать 8 копеек с пуда. Но, по данным Н. В. Герасимова, результаты навигаций 1896 и 1897 гг. не оправдали ожидания Министерства путей сообщения. Продолжительность хода из Рыбинска в Петербург в 1896 г. была около 50 суток, а в 1897 г. около 60 суток, причем в 1896 г. 225 судов не успели вернуться назад, а в 1897 г. - более 500. Фрахт в обе навигации стоил около 11 копеек.
Таким образом, идеи переустройства Мариинской системы, выраженные в проектах второй половины XIX - начала ХХ в., видимо не могли быть реализованы в полной мере.