古代海塘技術的巔峰，是在嘉靖二十一年（1542）浙江水利僉事黃光升在海鹽首創的五縱五橫樁基魚鱗石塘構築法，有效穩固海岸線。這種石塘的條石縱橫交錯，然後在條石間鑿出槽孔，澆注鐵水嵌合起來，石縫用油灰、糯米漿澆灌，非常堅固。
從此，這種築塘技術在明清兩朝一直被沿用，直到近代混凝土技術傳入後才被逐漸取代。
五代吳越時建都杭州，一再擴大城地，但“江濤衝激”很不安全。天寶三年（公元910年）錢鏐為保護都城的安全，大力修築海塘。始板築土塘不成，後改用竹絡裝石築塘，取得成功。
《宋史．河渠志七》載：大中祥符五年（公元1012年），知杭州戚綸、兩浙轉運使陳堯佐創築了柴塘。二年後發運使李溥複用竹籠裝石修塘。
《元史·地理志五》載，泰定四年（公元1327年）潮水衝破鹽官州海岸，朝廷命都水少監張仲仁前往治之，在沿海30餘里，下石囤440300有奇，木櫃470餘，這是首次記載採用“石囤木櫃法”築塘。
土塘的築法大致是逐步堆積壓實而成。古代也有采用“版築法”建造土塘的。如五代錢鏐築杭州海塘，“潮水晝夜衝擊，版築不就”（《宋史·河渠志七》）。開始築塘時仍採用版築的老方法，這一方法是兩側用木板夾峙，中間填土夯實而成，可能是移植了築城牆的方法，但海塘的斷面更寬，而高度降低。版築法應該比一般的土塘夯得更結實。
竹籠石塘和石囤木櫃塘
竹籠石塘，五代吳越時創建，築於杭州一帶海岸。
竹籠石塘是以竹片編織成籠，內填以塊石，層層疊置成堤，堤前用木樁固定，加以橫木連接，背後填土而成，在塘前海灘上打人擋浪木樁。
竹籠盛石修築水利工程，戰國時李冰修都江堰已經採用，西漢王延世又用之於黃河堵口工程。但用來修築海塘御潮浪，則為錢氏首創。由於杭州一帶湧潮兇猛，採用竹籠裝石，集一塊塊零散的石塊為一整體，又加木樁固定，因此抗衝能力和整體穩定性增強。竹籠裝石還有“重而不陷”、“硬而不剛”的特性，在地基軟弱的地段比較適宜。竹籠石塘的御潮能力遠勝於土塘，這一石海塘的創築，在海塘工程技術史上是一次重大的突破。
據考古發掘報道，1983年杭州市南星橋鳳山道口附近的江城路立交橋施工現場，發現了一處古海塘工程遺蹟，從地層堆積和出土遺物判斷為五代錢氏捍海塘遺蹟
從現場發掘剖面看，錢氏捍海塘基礎寬25．25米、面部寬8.75米，殘高5.05米，證實屬“竹籠石塘”結構。其有紮實穩固的基礎，基礎的內、外側都打人護基木樁，外側共有四排護基木樁，木樁間放人一隻只盛滿巨石的矩形大竹筐。第四排護基木樁外是壘疊的“竹籠沉石”。“竹籠沉石”系用一個圓筒狀的竹籠填充石頭製成的，籠徑0.6米，長4米以上。“竹籠沉石”疊放裡側緊倚第四排護基樁，上、下四五層，每層三個。塘外水中的“混柱”也發現兩排，裡排貼住“竹籠沉石”，外排離開裡排混柱約1米。滉柱排列錯落有序，柱距1米左右。混柱是海塘所用樁木中最粗大的，長度超過6米，直徑不下0.3米，稍細的兩根並立。塘面保護層建築講究，內坡保護層大部分用含鐵量較高的砂石和帶炭屑的爐渣狀物質築成；外坡用拋石護岸的辦法，塘頂面估計與內坡保護面的材料相同。
石囤木櫃塘創築於元代，首先用於海寧一帶海岸。泰定四年（公元1327年）風潮大作，沖壞海寧海塘。開始採用增築土塘的方法，不能抵禦。且這一帶海岸“地脈虛浮”（《元史·河渠志二》），為粉砂性土質，承載力較小，也不能修築石塘，因此決定改築成石囤木櫃塘。由都水少監張仲仁主持，“沿海三十餘里下石囤四十四萬三千三百有奇，木櫃四百七十餘”。這種形式的海塘不再崩陷，取得成效。所稱的“石囤”就是裝滿石塊的竹籠，“木櫃”就是用條木製成的方形或長方形的大木框，中間填滿石塊。
柴塘
柴塘是用柴、土一層層相間鋪墊壓實成的一種海岸防護工程。用柴土混合修築堤壩，漢代時黃河河工上即已應用於堵口工程，海塘上採用此項技術明確的記載是在北宋時。
北宋初，錢塘江堤仍沿用五代“錢氏舊法”，以竹籠石建塘，“而潮齧之，不數歲輒壞”。竹籠石塘所需工料甚多，費用大。大中祥符五年（公元1012年）兩浙轉運使陳堯佐和杭州知府戚倫，吸取黃河埽工技術經驗，採用薪土築塘，“籍梢楗以護其衝”，創立了“柴塘”。
柴塘的修築方法，據翟均廉《海塘錄》卷一所載，一般先用樹枝、荊條等捆成“埽牛”鋪底，上以柴土間層加之壓實，頂上加培厚土，堤高三四丈，寬四五丈不等；每長寬一丈釘底樁二根，腰樁二根，面樁二根，將樁頭削尖籤插於柴土中。若地處潮流頂衝，難免有抽掣之患，復於內地深釘橛樁，用篾纜帶住，柴塘就不易捲走。見下頁圖3-2-1-5。所記雖是清代柴塘築法，但宋代黃河埽工技術已相當先進，海塘上埽工技術也不會相去太遠。由於塘基鋪以整體性的“埽牛”，軟基進行了處理，提高了基礎的承載力；塘土與柴薪“層土層柴”壓實，連為一體，並用木樁、篾纜帶住，增大了塘身的抗衝能力，所以柴塘得以成功建成。
柴塘的優點：一是柴塘自身重量較小，大大低於石塘和竹籠石塘，適宜各種地基，特別是地基軟弱，承載力低，而潮流又強勁的地段。二是柴塘具有柔性，能“以柔克剛”，抗衝能力強於普通的土塘。三是就地取材，費用較省，易於施工。柴塘創制以後，就受到人們的重視，尤其在搶險工程中，柴工修築快，又能殺水勢，所以應用比較普遍。清代在海寧沿海一帶雖然修建了堅固的魚鱗大石塘，但仍保留前面的柴塘，作為魚鱗大石塘的外護。此外，在地基特別軟弱段，而潮流又強勁的地段，也有采用柴塘這種形式的。
但是，柴塘也有明顯的缺點，柴薪容易腐爛，保固期只有兩年左右，需要經常維修。
而且每年要徵購大量的柴薪，長期下來供應就會出現困難，這就限制了柴塘的修築擴大。
斜坡式石塘
斜坡式石塘又稱“坡陀塘”，是在土塘迎水面上用條石護坡的一種海塘工程形式，是對斜坡土塘加以改進，增強了防海浪的能力。據記載，北宋天聖六年（公元1028年）范仲淹修築成的蘇北海堤，其結構為斜坡式土堤。但在潮勢頂衝地段採用塊石護坡，“疊石以固其外，逶迤如坡”。這可能就是最早的斜坡式石塘了，其形式或許還不規範。
直立式石塘
直立式石塘的迎水面用塊石、條石砌成陡牆，牆後用土方填築而成。據文獻記載，直立式石塘最先創建於杭州一帶海岸。
杭州沿海漢代華信築“防海大塘”，築塘材料土石混合構建，土多石少，仍應屬於土塘的範疇。五代時錢謬建竹籠石塘，北宋初沿用錢氏舊法仍築竹籠石塘。之後又創建柴塘。但竹籠、柴薪容易腐朽，隔一兩年就要大修，甚費民力，而且容易出現險情。錢塘江海塘關係三吳地區的安危，一直受到政府的高度重視，一些人士提出了修建堅固耐久海塘的要求，創建了直立式石塘。
之後，浙東一帶也陸續修了一些直立式石塘，並結合本地區的特點，不斷改進築法。
一是砌石採用縱橫交錯疊砌法。石縫不在一條直線上，可以阻止海水從石縫中直進直出，加強塘體的防滲透性能，減少土體和石塊被淘刷的可能；石塊交錯棋佈，相互牽制，增加了塘身的整體性和穩定性。二是塘基打人巨木樁，增強了地基的承載力。浙東一帶大部分是淤泥質海岸，承載力不高，抗衝性弱。而修築直立式石塘地基應力較集中，增大了堤身沉陷的可能性，故對地基的要求較高。打人基樁後改變了塘基的受力狀況，承載量增大，這就解決了在軟弱土基上築石塘的技術難題。因此，基樁的採用，是海塘修築技術上的一項重大突破，這一技術一直為後人所繼承。三是石塘前設置擋浪樁。擋浪樁在五代錢氏時已應用，當時稱為“混柱”。唐叔翰將這一技術經驗移植到定海。當時打人的擋浪樁有萬根之多，像一片樹林，能較好地削弱潮流波浪的流量，起保護塘身安全和促淤固灘的作用。
圖3-2-1-8 南宋唐叔翰石塘示意圖
唐叔翰主持建築的鎮海石塘，首創了縱橫疊砌樁基石塘的建築技術，後世的直立式石塘基本在此基礎上逐漸演進發展。
從上述可知，我國海塘工程技術在唐宋元時期有了很大的進步，創建了適應於各種地理環境、海岸條件和動力狀況的海塘結構形式。最早修築的是土塘，五代時出現了竹籠石塘和外護“混柱”，北宋時創建了柴塘、斜坡式石塘和直立式石塘。直立式石塘經過南宋、元代的發展，逐步由簡單趨於成熟，從條塊石塘發展為縱橫疊砌的樁基石塘；從砌石後直接附土發展為土石堤間填以碎石襯墊層；從單純的石堤發展為塘前佈設護坦和打人密集的擋浪木樁，開始重視修築間接護岸工程。這些技術成就為後代海塘工程技術的發展，奠定了較好的基礎。
然而，比築塘技術革新更讓人犯難的，則是人力的組織與經費籌措。
宋元時期，杭州地方政府常用的做法，是攤派勞役，或是動用軍隊臨時幫忙，並向受益的居民收繳柴草土石。
而明朝築塘勞力也“多有徵發民夫、調用兵丁，不計工費”，且沒有固定經費來源，常依靠臨時抽稅、富戶贖罪銀和官員捐助等。
此外，明朝及明朝以前，除了特大水災，基本靠當地居民自己負責集合人力物力，或由地方官出面領個頭銜進行修築和維護。到了明朝後期，國家進入多事之秋，政府內外交困，完全無力顧及水利建投。甚至浙江沿海居民為築塘而集資的經費，也漸被官家挪用，到最後竟然變成正常的“羨餘”（附加稅收）收入了。
清朝前期則一直沿用明制，築塘經費也是東挪西湊。除部分動用正項錢糧外,錢塘江北岸以捐納籌款為主要渠道，南岸仍保留著民間捐派的方式。
據雍正《浙江通志》記載，康熙五十七年（1718），到了“捐輸難繼，修費實難搓處”的窘境，只好將杭嘉湖紹四府的常平捐監（向常平倉捐銀為國子監監生）挪給海塘用。到了雍正時期，“捐監”已經成為修建海塘的主要經費來源之一。
隨著海塘工程量增加，清政府常增加捐納籌集款項，一些不法官員趁機斂財，時有民怨。乾隆繼位後，認為“捐納一事原為一時權宜無益於吏治，並無益於國帑（國庫錢財），朕知之甚悉”。乾隆帝提出“浙省增捐之處不必行，海塘工程著動正項錢糧（即主要賦稅，如田賦）辦理。”
為民生謀一勞永逸之計
由此，歷朝延續的捐納被革除，並且嚴厲整飭官吏，不得私下徵派，錢塘江南北兩岸所有工程經費，都從正式稅收中動用，報戶部核銷。
當然，在正式稅收之外，也會動用其他臨時款項，如鹽運銷稅，查抄罰款、各級官吏捐廉和鹽商捐輸等，“乾隆四十五年（1780），鹽商一次捐銀20萬兩”，而江乾區的石碑現存的記錄便反映了官吏捐資的情況。
經費的充裕保證了乾隆一朝宏大的石塘修築工程，先後進行了7次主要的新建或重建工程。
乾隆後期，仁和縣範公塘在章家庵到七堡（今錢江新城至七堡）一帶的土塘因潮水頂衝，“日修日損，終不能保其穩固”，面臨垮塌的危險。乾隆四十八年（1783），老鹽倉3950丈（約13公里）海塘改建為石塘後，清政府準備重建範公塘，在修建柴塘還是石塘的問題上出現爭議。
乾隆帝認為，“於捍衛民生之事，從不靳多費帑金，為民生謀一勞永逸之計”。在他第六次南巡，實地觀察後，乾隆帝大筆一揮，下令撥款庫銀500萬兩，此外還有官員、商人認捐和罰沒等約180萬兩，數額雖巨，但與撥款相比變得次要。
經官員預估工程量後，只需要100萬兩經費。乾隆四十九年（1784），開始了歷時三年的範公塘改建工程。新建魚鱗石塘2120丈（約7公里），實際用銀約87萬兩。
在這項工程中，政府以雄厚的財力大包大攬了經費問題，並未在民間攤派。對此，歷史學家們的評價是：杭州自古以來的海塘修築動員模式實現了重大轉型，錢塘江海塘由此被納入到國家直接控制的大型水利工程之列，成為國家力量基本取代民間力量的標誌，國家治水職能在海塘工程中成功地延伸了。
包攬經費之外，清廷還多次派欽差大臣稽查、督理錢塘江海塘工程，或任命浙江巡撫總理海塘事務。乾隆本人也曾六下江南，四次親臨視察錢塘江海塘,
“備加詢問，諭示對策”。至於海塘建設維護的日常管理，則是由浙江巡撫直接負責。
其實，中國歷史上，政府歷來將治水作為自己的一項基本職責來加以承擔，清代的這些舉措，只是前代的延續。明清時期，江南財賦佔天下之半，維護杭州城市安全的錢塘江海塘，也便成了國家戰略。
明代萬曆年間，修築錢塘江海塘已經“日有日計，月有月會，歲有歲成”。並且，竣工之後“若三年內坍塌者，造作、督工之人皆問擬罪責如律法”。此外，為防石塘砌築粗疏，還要求在驗收認可後，方可填築附土。
清代進一步將海塘的修建分為新建、歲修、搶修三類，各按規定程序題奏辦理，特別緊急的搶修工程，則可先築而後奏聞。砌築有程式，物料有尺度，估算、核銷有定額，施工有分年、分限的安排。並劃段定號分委官員承辦，嚴禁包工包料。
不過，清代後期，隨著清政府財政狀況惡化，建海塘等重大工程的經費，又從單純的中央撥款，迴歸了依賴地方政府自行籌集——事實上重新開始依賴納捐雜稅。
特別是同治年間，經歷太平天國戰爭的浙江，百業凋敝，地方官民也陷入困頓，而修復工程又刻不容緩。只好在劃撥關稅、江蘇接濟和商民捐納之外，於同治五年（1866）開始在茶捐、絲捐和米捐中增加築塘的附捐。
這種情況一直持續到1949年共和國成立之後，在政府投入和社會動員下，上世紀70年代初逐步形成一條由主塘、支堤和圍堤組成的防洪潮封閉線。
現在，保護著杭州的是從1998年開始建設，歷經十多年才建成的標準海塘，使整個海塘達到了能夠抵抗百年一遇洪水的能力。
杭州的標準海塘屬於浙江省千里海塘建設的一部分，根據當時預算，整個工程需投入40多億元，在當時浙江省財政還難以負擔。當時通過數遍的財政增加投入之外，還動員各省級公司出資籌辦，社會捐款和機關單位捐獻等手段，終於建成了1000餘千米的高標準海塘。近年來，浙江省又通過繼續投入幾十億元加固了海塘。
至於1777年的那座宏大海塘所在，如今已變成高樓與馬路。海塘則廢棄無蹤，直到近日出土片段。於是，風雨人間236年後，曾經湮沒去的抗潮石塘與志功碑銘，又一次遙望相對，在沉默中見證著這座城市的築塘往事。
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