古代海塘技术的巅峰，是在嘉靖二十一年（1542）浙江水利佥事黄光升在海盐首创的五纵五横桩基鱼鳞石塘构筑法，有效稳固海岸线。这种石塘的条石纵横交错，然后在条石间凿出槽孔，浇注铁水嵌合起来，石缝用油灰、糯米浆浇灌，非常坚固。
从此，这种筑塘技术在明清两朝一直被沿用，直到近代混凝土技术传入后才被逐渐取代。
五代吴越时建都杭州，一再扩大城地，但“江涛冲激”很不安全。天宝三年（公元910年）钱镠为保护都城的安全，大力修筑海塘。始板筑土塘不成，后改用竹络装石筑塘，取得成功。
《宋史．河渠志七》载：大中祥符五年（公元1012年），知杭州戚纶、两浙转运使陈尧佐创筑了柴塘。二年后发运使李溥复用竹笼装石修塘。
《元史·地理志五》载，泰定四年（公元1327年）潮水冲破盐官州海岸，朝廷命都水少监张仲仁前往治之，在沿海30余里，下石囤440300有奇，木柜470余，这是首次记载采用“石囤木柜法”筑塘。
土塘的筑法大致是逐步堆积压实而成。古代也有采用“版筑法”建造土塘的。如五代钱镠筑杭州海塘，“潮水昼夜冲击，版筑不就”（《宋史·河渠志七》）。开始筑塘时仍采用版筑的老方法，这一方法是两侧用木板夹峙，中间填土夯实而成，可能是移植了筑城墙的方法，但海塘的断面更宽，而高度降低。版筑法应该比一般的土塘夯得更结实。
竹笼石塘和石囤木柜塘
竹笼石塘，五代吴越时创建，筑于杭州一带海岸。
竹笼石塘是以竹片编织成笼，内填以块石，层层叠置成堤，堤前用木桩固定，加以横木连接，背后填土而成，在塘前海滩上打人挡浪木桩。
竹笼盛石修筑水利工程，战国时李冰修都江堰已经采用，西汉王延世又用之于黄河堵口工程。但用来修筑海塘御潮浪，则为钱氏首创。由于杭州一带涌潮凶猛，采用竹笼装石，集一块块零散的石块为一整体，又加木桩固定，因此抗冲能力和整体稳定性增强。竹笼装石还有“重而不陷”、“硬而不刚”的特性，在地基软弱的地段比较适宜。竹笼石塘的御潮能力远胜于土塘，这一石海塘的创筑，在海塘工程技术史上是一次重大的突破。
据考古发掘报道，1983年杭州市南星桥凤山道口附近的江城路立交桥施工现场，发现了一处古海塘工程遗迹，从地层堆积和出土遗物判断为五代钱氏捍海塘遗迹
从现场发掘剖面看，钱氏捍海塘基础宽25．25米、面部宽8.75米，残高5.05米，证实属“竹笼石塘”結构。其有扎实稳固的基础，基础的内、外侧都打人护基木桩，外侧共有四排护基木桩，木桩间放人一只只盛满巨石的矩形大竹筐。第四排护基木桩外是垒叠的“竹笼沉石”。“竹笼沉石”系用一个圆筒状的竹笼填充石头制成的，笼径0.6米，长4米以上。“竹笼沉石”叠放里侧紧倚第四排护基桩，上、下四五层，每层三个。塘外水中的“混柱”也发现两排，里排贴住“竹笼沉石”，外排离开里排混柱约1米。滉柱排列错落有序，柱距1米左右。混柱是海塘所用桩木中最粗大的，长度超过6米，直径不下0.3米，稍细的两根并立。塘面保护层建筑讲究，内坡保护层大部分用含铁量较高的砂石和带炭屑的炉渣状物质筑成；外坡用抛石护岸的办法，塘顶面估计与内坡保护面的材料相同。
石囤木柜塘创筑于元代，首先用于海宁一带海岸。泰定四年（公元1327年）风潮大作，冲坏海宁海塘。开始采用增筑土塘的方法，不能抵御。且这一带海岸“地脉虚浮”（《元史·河渠志二》），为粉砂性土质，承载力较小，也不能修筑石塘，因此决定改筑成石囤木柜塘。由都水少监张仲仁主持，“沿海三十余里下石囤四十四万三千三百有奇，木柜四百七十余”。这种形式的海塘不再崩陷，取得成效。所称的“石囤”就是装满石块的竹笼，“木柜”就是用条木制成的方形或长方形的大木框，中间填满石块。
柴塘
柴塘是用柴、土一层层相间铺垫压实成的一种海岸防护工程。用柴土混合修筑堤坝，汉代时黄河河工上即已应用于堵口工程，海塘上采用此项技术明确的记载是在北宋时。
北宋初，钱塘江堤仍沿用五代“钱氏旧法”，以竹笼石建塘，“而潮啮之，不数岁辄坏”。竹笼石塘所需工料甚多，费用大。大中祥符五年（公元1012年）两浙转运使陈尧佐和杭州知府戚伦，吸取黄河埽工技术经验，采用薪土筑塘，“籍梢楗以护其冲”，创立了“柴塘”。
柴塘的修筑方法，据翟均廉《海塘录》卷一所载，一般先用树枝、荆条等捆成“埽牛”铺底，上以柴土间层加之压实，顶上加培厚土，堤高三四丈，宽四五丈不等；每长宽一丈钉底桩二根，腰桩二根，面桩二根，将桩头削尖签插于柴土中。若地处潮流顶冲，难免有抽掣之患，复于内地深钉橛桩，用篾缆带住，柴塘就不易卷走。见下页图3-2-1-5。所记虽是清代柴塘筑法，但宋代黄河埽工技术已相当先进，海塘上埽工技术也不会相去太远。由于塘基铺以整体性的“埽牛”，软基进行了处理，提高了基础的承载力；塘土与柴薪“层土层柴”压实，连为一体，并用木桩、篾缆带住，增大了塘身的抗冲能力，所以柴塘得以成功建成。
柴塘的优点：一是柴塘自身重量较小，大大低于石塘和竹笼石塘，适宜各种地基，特别是地基软弱，承载力低，而潮流又强劲的地段。二是柴塘具有柔性，能“以柔克刚”，抗冲能力强于普通的土塘。三是就地取材，费用较省，易于施工。柴塘创制以后，就受到人们的重视，尤其在抢险工程中，柴工修筑快，又能杀水势，所以应用比较普遍。清代在海宁沿海一带虽然修建了坚固的鱼鳞大石塘，但仍保留前面的柴塘，作为鱼鳞大石塘的外护。此外，在地基特别软弱段，而潮流又强劲的地段，也有采用柴塘这种形式的。
但是，柴塘也有明显的缺点，柴薪容易腐烂，保固期只有两年左右，需要经常维修。
而且每年要征购大量的柴薪，长期下来供应就会出现困难，这就限制了柴塘的修筑扩大。
斜坡式石塘
斜坡式石塘又称“坡陀塘”，是在土塘迎水面上用条石护坡的一种海塘工程形式，是对斜坡土塘加以改进，增强了防海浪的能力。据记载，北宋天圣六年（公元1028年）范仲淹修筑成的苏北海堤，其结构为斜坡式土堤。但在潮势顶冲地段采用块石护坡，“叠石以固其外，逶迤如坡”。这可能就是最早的斜坡式石塘了，其形式或许还不规范。
直立式石塘
直立式石塘的迎水面用块石、条石砌成陡墙，墙后用土方填筑而成。据文献记载，直立式石塘最先创建于杭州一带海岸。
杭州沿海汉代华信筑“防海大塘”，筑塘材料土石混合构建，土多石少，仍应属于土塘的范畴。五代时钱谬建竹笼石塘，北宋初沿用钱氏旧法仍筑竹笼石塘。之后又创建柴塘。但竹笼、柴薪容易腐朽，隔一两年就要大修，甚费民力，而且容易出现险情。钱塘江海塘关系三吴地区的安危，一直受到政府的高度重视，一些人士提出了修建坚固耐久海塘的要求，创建了直立式石塘。
之后，浙东一带也陆续修了一些直立式石塘，并结合本地区的特点，不断改进筑法。
一是砌石采用纵横交错叠砌法。石缝不在一条直线上，可以阻止海水从石缝中直进直出，加强塘体的防渗透性能，减少土体和石块被淘刷的可能；石块交错棋布，相互牵制，增加了塘身的整体性和稳定性。二是塘基打人巨木桩，增强了地基的承载力。浙东一带大部分是淤泥质海岸，承载力不高，抗冲性弱。而修筑直立式石塘地基应力较集中，增大了堤身沉陷的可能性，故对地基的要求较高。打人基桩后改变了塘基的受力状况，承载量增大，这就解决了在软弱土基上筑石塘的技术难题。因此，基桩的采用，是海塘修筑技术上的一项重大突破，这一技术一直为后人所继承。三是石塘前设置挡浪桩。挡浪桩在五代钱氏时已应用，当时称为“混柱”。唐叔翰将这一技术经验移植到定海。当时打人的挡浪桩有万根之多，像一片树林，能较好地削弱潮流波浪的流量，起保护塘身安全和促淤固滩的作用。
图3-2-1-8 南宋唐叔翰石塘示意图
唐叔翰主持建筑的镇海石塘，首创了纵横叠砌桩基石塘的建筑技术，后世的直立式石塘基本在此基础上逐渐演进发展。
从上述可知，我国海塘工程技术在唐宋元时期有了很大的进步，创建了适应于各种地理环境、海岸条件和动力状况的海塘结构形式。最早修筑的是土塘，五代时出现了竹笼石塘和外护“混柱”，北宋时创建了柴塘、斜坡式石塘和直立式石塘。直立式石塘经过南宋、元代的发展，逐步由简单趋于成熟，从条块石塘发展为纵横叠砌的桩基石塘；从砌石后直接附土发展为土石堤间填以碎石衬垫层；从单纯的石堤发展为塘前布设护坦和打人密集的挡浪木桩，开始重视修筑间接护岸工程。这些技术成就为后代海塘工程技术的发展，奠定了较好的基础。
然而，比筑塘技术革新更让人犯难的，则是人力的组织与经费筹措。
宋元时期，杭州地方政府常用的做法，是摊派劳役，或是动用军队临时帮忙，并向受益的居民收缴柴草土石。
而明朝筑塘劳力也“多有征发民夫、调用兵丁，不计工费”，且没有固定经费来源，常依靠临时抽税、富户赎罪银和官员捐助等。
此外，明朝及明朝以前，除了特大水灾，基本靠当地居民自己负责集合人力物力，或由地方官出面领个头衔进行修筑和维护。到了明朝后期，国家进入多事之秋，政府内外交困，完全无力顾及水利建投。甚至浙江沿海居民为筑塘而集资的经费，也渐被官家挪用，到最后竟然变成正常的“羡余”（附加税收）收入了。
清朝前期则一直沿用明制，筑塘经费也是东挪西凑。除部分动用正项钱粮外,钱塘江北岸以捐纳筹款为主要渠道，南岸仍保留着民间捐派的方式。
据雍正《浙江通志》记载，康熙五十七年（1718），到了“捐输难继，修费实难搓处”的窘境，只好将杭嘉湖绍四府的常平捐监（向常平仓捐银为国子监监生）挪给海塘用。到了雍正时期，“捐监”已经成为修建海塘的主要经费来源之一。
随着海塘工程量增加，清政府常增加捐纳筹集款项，一些不法官员趁机敛财，时有民怨。乾隆继位后，认为“捐纳一事原为一时权宜无益于吏治，并无益于国帑（国库钱财），朕知之甚悉”。乾隆帝提出“浙省增捐之处不必行，海塘工程著动正项钱粮（即主要赋税，如田赋）办理。”
为民生谋一劳永逸之计
由此，历朝延续的捐纳被革除，并且严厉整饬官吏，不得私下征派，钱塘江南北两岸所有工程经费，都从正式税收中动用，报户部核销。
当然，在正式税收之外，也会动用其他临时款项，如盐运销税，查抄罚款、各级官吏捐廉和盐商捐输等，“乾隆四十五年（1780），盐商一次捐银20万两”，而江干区的石碑现存的记录便反映了官吏捐资的情况。
经费的充裕保证了乾隆一朝宏大的石塘修筑工程，先后进行了7次主要的新建或重建工程。
乾隆后期，仁和县范公塘在章家庵到七堡（今钱江新城至七堡）一带的土塘因潮水顶冲，“日修日损，终不能保其稳固”，面临垮塌的危险。乾隆四十八年（1783），老盐仓3950丈（约13公里）海塘改建为石塘后，清政府准备重建范公塘，在修建柴塘还是石塘的问题上出现争议。
乾隆帝认为，“于捍卫民生之事，从不靳多费帑金，为民生谋一劳永逸之计”。在他第六次南巡，实地观察后，乾隆帝大笔一挥，下令拨款库银500万两，此外还有官员、商人认捐和罚没等约180万两，数额虽巨，但与拨款相比变得次要。
经官员预估工程量后，只需要100万两经费。乾隆四十九年（1784），开始了历时三年的范公塘改建工程。新建鱼鳞石塘2120丈（约7公里），实际用银约87万两。
在这项工程中，政府以雄厚的财力大包大揽了经费问题，并未在民间摊派。对此，历史学家们的评价是：杭州自古以来的海塘修筑动员模式实现了重大转型，钱塘江海塘由此被纳入到国家直接控制的大型水利工程之列，成为国家力量基本取代民间力量的标志，国家治水职能在海塘工程中成功地延伸了。
包揽经费之外，清廷还多次派钦差大臣稽查、督理钱塘江海塘工程，或任命浙江巡抚总理海塘事务。乾隆本人也曾六下江南，四次亲临视察钱塘江海塘,
“备加询问，谕示对策”。至于海塘建设维护的日常管理，则是由浙江巡抚直接负责。
其实，中国历史上，政府历来将治水作为自己的一项基本职责来加以承担，清代的这些举措，只是前代的延续。明清时期，江南财赋占天下之半，维护杭州城市安全的钱塘江海塘，也便成了国家战略。
明代万历年间，修筑钱塘江海塘已经“日有日计，月有月会，岁有岁成”。并且，竣工之后“若三年内坍塌者，造作、督工之人皆问拟罪责如律法”。此外，为防石塘砌筑粗疏，还要求在验收认可后，方可填筑附土。
清代进一步将海塘的修建分为新建、岁修、抢修三类，各按规定程序题奏办理，特别紧急的抢修工程，则可先筑而后奏闻。砌筑有程式，物料有尺度，估算、核销有定额，施工有分年、分限的安排。并划段定号分委官员承办，严禁包工包料。
不过，清代后期，随着清政府财政状况恶化，建海塘等重大工程的经费，又从单纯的中央拨款，回归了依赖地方政府自行筹集——事实上重新开始依赖纳捐杂税。
特别是同治年间，经历太平天国战争的浙江，百业凋敝，地方官民也陷入困顿，而修复工程又刻不容缓。只好在划拨关税、江苏接济和商民捐纳之外，于同治五年（1866）开始在茶捐、丝捐和米捐中增加筑塘的附捐。
这种情况一直持续到1949年共和国成立之后，在政府投入和社会动员下，上世纪70年代初逐步形成一条由主塘、支堤和围堤组成的防洪潮封闭线。
现在，保护着杭州的是从1998年开始建设，历经十多年才建成的标准海塘，使整个海塘达到了能够抵抗百年一遇洪水的能力。
杭州的标准海塘属于浙江省千里海塘建设的一部分，根据当时预算，整个工程需投入40多亿元，在当时浙江省财政还难以负担。当时通过数遍的财政增加投入之外，还动员各省级公司出资筹办，社会捐款和机关单位捐献等手段，终于建成了1000余千米的高标准海塘。近年来，浙江省又通过继续投入几十亿元加固了海塘。
至于1777年的那座宏大海塘所在，如今已变成高楼与马路。海塘则废弃无踪，直到近日出土片段。于是，风雨人间236年后，曾经湮没去的抗潮石塘与志功碑铭，又一次遥望相对，在沉默中见证着这座城市的筑塘往事。
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