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元代初年，大都城人口没有太多的增加，大约在40多万左右，后来随着丁户的强制性迁移，人口有了明显增加。到了至正九年(1349)时，人口猛增到了80多万。从蒙古草原上杀进中原来的这个憨直勇猛的民族，将新修建的大都城规划得相当有条理。在修建大城时就想到了排水防灾问题，为了不让土城被水冲垮，在南城外种植大量芦苇，将芦苇编织成席披挂在城墙上；为了防止护城河水量过多排泄不及，又在南城外修挖文明河泄洪排水。在修建城墙时，预先在域下修建水关涵洞，水关由基础、顶部拱券、券洞砖基及城外侧洞口砖墩等组成。近期挖掘的北城花园路段的水关基础由7层石条垒砌而成，顶部拱券为两层青砖砌筑，洞高3．45米，水关洞口外侧成喇叭口形，两侧雁翅长6．75米、宽2米，东侧雁翅砖墩下的石条上刻有“至元五年(1268)二月石匠作头”的标记。大都城内也有相当完备的排水系统，在南北主干大街两旁都有石砌的排水明渠，渠宽约1米，深1．65米，有的部分也盖上石条成暗沟，干渠的排水方向与大都城内自北而南的地形坡度完全一致。今南北小街元代时就是一条大的排水干渠。各坊巷也都有小的排水沟渠。
明朝时期，北京的城市人口没有明显的增加，清代时又增加到了80万以上，至清末的宣统二年(1910)时，人口猛增到了110多万，解放前夕，人口总数一跃突破了200万。明代时还得益于元朝留下的排水系统能维持城市运转，每条胡同口都有排水的沟渠，有的明排，有的暗排。例如有名的北新桥和旧鼓楼大街上的大石桥、小石桥，都是架设在这些沟渠上的小桥，鼓楼西大街的甘水桥和安定门外的甘水桥，实际上是“泔水桥”，都是排泄生活污水的水沟上的小桥。2000年在改造交道口大街时，发现了位于大街南侧的排水暗沟，沟槽为东西走向，沟宽不到1米。但到了清代，100多万的城市人口压力，就明显感到市政设施严重不足，元代和明代旧的排水系统已经远远不能满足要求，因为排水不畅，所以到处都是积水坑，特别是在外城，因为没有元代留下来的排水沟渠，又没有类似通惠河这样的排水河道，积水就更加严重。今工人俱乐部附近的大、小川淀就是这样的积水坑，水坑里的水多了，就往东南经先农坛北墙外向东流，又经天坛北墙外汇于金鱼池，金鱼池的水满了，就向东继续流，然后在天坛东北角转向南流，最后排入外城的南护城河。清朝末年政治危机，经济停滞不前，清朝政府已经顾及不到这些百姓的生活所需，民国时期这条河沟已经淤塞断流，沟里流动的都是城市生活污水，因此这一带臭气熏天、蚊蝇横飞，老合笔下的“龙须沟”是当时外城百姓真实的生活写照。
另外，今新华门南侧过去也是一片低洼水塘，雨季常有积水成灾。为了排除这里的积水，就往南沿臭沟胡同(今北新华街)挖掘了一条排水明渠，通过城下水关入护城河。与此相对称的是，沿潘家河沿(今潘家胡同)北端也有一片水洼地，它的排水沟渠是沿南新华街向北，在响闸附近入护城河。
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