因为西北高、东南低的地形特点，北京总的排水系统仍呈现出水往东南流的自然态势。城里的生活区也因势利导。挖掘了许多人工排水沟渠和涵洞，导人大河大渠最终流向渤海湾。
城市的排水量直接取决于用水量，而用水量又与人口密切相关。北京历史上的人口数量虽有过波动，但总的形势是呈递进式增长。3000多年前的北京人口没有资料证明，肯定不会太多。汉初，北京地区的2万户总共7万人。三国后期，曹操统一了北方大片土地，将大量人口迁进北京，人口数量增加很多，东汉末年，人口猛增到15—16万人。唐朝初年，许多少数民族归附大唐，唐幽州城人口急剧增加到37万，平均每平方公里就有60人。
这个时期人们的生产和生活基本是纯自然形态，随意取水用水，随意排放下水，就是在人口密集的城市中心，也只是挖些简单的沟渠随意排放。
辽南京时，据《契丹国志》记载有“户口三十万”。按每户4人计，估计有120万人，这是整个南京道的人数，按比例计算，南京城的城市人口也就是十几万人。金代的中都城人口比辽代有了较大的增加，据有关资料估算，城市可能有40—50万人口，城市规模也有了相应扩大。在辽南京城的基础上，向东、西、南三面扩展，修建新的城垣时，在城墙下预留水关涵洞，进水水关应留在北城和西城，排水水关应修建在南城墙和东城墙下。1990年在右安门外玉林小区施工时，人们在南城墙下发现了一个基底保存完好的水关，大约位于金代中都城南城的丰宜门与景风门之间，水关遗址全长43．4米，通水涵洞长21．35米，主水道宽7．7米，内外两端修成喇叭状，北入水口宽11．4米，南出水口宽12．8米，底部过水面距地面高5．6米。水关整体结构为木石结构，最底层基础密栽木桩，木桩之间用碎石及沙石夯实，木桩上放置排列整齐的衬石枋，枋石用木银锭榫连接，整体结构非常牢固。中都城上水源由城西的西湖(莲花池)引入城，在东南部排到城外的护城河。今天的凉水河西段即昔日的南护城河旧址。金中都城的建设，比辽南京城更加规整，城外挖有宽大的护城濠，既用于保卫中都的安全，又可以排泄城内的积水。城内划分为62个坊，各坊巷都有排水沟渠，沟渠的水通过城下水关流向东南部的护城濠，护城濠的水流向通州方向，最后流入渤海湾。
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