北京城的内外城都有护城河。明嘉靖年间修建外城后，内城南城墙的护城河并没有被填埋，而是变成了一条穿过北京城的“内河”，在今天前三门大街上，很难想象曾经那里有一条河。
1368年明军攻入大都，为了便于防守，将元大都北部城墙废弃，在其南部修建新的城墙，并利用高梁河、积水潭天然水道修建北护城河。1419年又将元大都南部城墙废弃，在其南也修建新城墙，同时开凿护城河。1564年修建外城及外城护城河，各护城河交汇于东便门，经过大通桥入通惠河。顺便说一句，元大都的护城河部分，北部为现今土城沟、小月河，东部为坝河的一部分，南部被填平，残余部分为已经消失的河道，东、西部的护城河其大部分继续被明清时期的北京城东西侧护城河所沿用。有关南部消失的河道，请看《那些消失的河们》。数百年间护城河上都是可以行船，京城百姓从朝阳门码头登船，延通惠河出行。冬天时前三门护城河和南护城河开通冰上运输线，每逢中元节，前三门护城河上都是盏盏花灯。上世纪二十年代，瑞典汉学家奥斯伍尔德·喜仁龙描绘：“像运河一样的护城河变得越来越宽阔、越来越美丽——护城河两岸柳枝拂扬，河中白鸭成群，现出一片生机。常常可以看到作为渡船的方形平底船，上面用四根竹竿支起阳篷，沿混浊的运河被人们用竹篙撑动。。。”
建国以后，根据计算，护城河全长41.19公里。其中，西北护城河(西直门至德胜门外松林闸)长1.84公里，东北护城河(松林闸至东便门)长10.91公里，西护城河(西直门至西便门)长5.22公里，前三门护城河(西便门至东便门)7.74公里，南护城河(西便门至东便门)长15.48公里。但是，由于河道长期无人治理，护城河逐渐变窄变浅，水质也恶化严重，尤其是前三门护城河，因为穿过城内，成为最大的排污沟渠，早已不复昔日的美好光景。（1954年前三门护城河，可以看到箭楼后面的原美国使馆的主楼）1953年北京市出台水系规划方案，被称为“53版”。在这个规划中，把北京城内所有天然、人工河湖都加以整治与利用，成为“东方威尼斯”，城区内有长达107公里的河道，水面宽达40米至60米，设13个船闸，舟船可以往来无碍。但是，因为北京地表水源消失及地下水位下降，导致这个方案实施起来很不现实。于是放弃该方案，有了新的一版即“58版”方案。1958年为了庆祝新中国成立十周年，在苏联专家的协助下，开始计划的新的水系规划方案，放弃了“56版”中不符合北京实际的河道想法，转而以突出前三门护城河为主要河道，上接永定河引水渠，下接通惠河，全长55公里，将城市中心与西北部景观如圆明园、颐和园、玉渊潭以及东部工业基地连接起来，成为像伦敦泰晤士河、巴黎塞纳河、莫斯科莫斯科河那样的城市观赏河流，其他护城河变成环城观赏水道。更重要的是，这个方案解决了53版水源的难题，在这个计划中，中心河道引自永定河和潮白河河水，并留下了南水北调利用长江水的远期愿景。
在这个计划面世之初，甚至在还没有完全面世时，前三门护城河的治理工程就开始了。为了向国庆十周年献礼，1957年开始就对河道进行施工，到1959年春，前三门护城河部分河道拓宽疏浚，崇文门以东1.4公里河底加宽至42米，南北沟沿以西1.73公里河底加宽到25米至42米，由于采用斜护坡，水面可以达到近百米宽。中间正阳门一带因民房多，拆迁量大，只修建了护坡。前门、和平门、宣武门城门前的石桥改建成了宽大的混凝土桥，护城河的南岸砌上了花岗岩护坡。与此同时，西山的三家店水闸、永定河引水渠、八一湖等工程也相继完工。施工中发现，前三门护城河西端560米河道南岸绿树成荫，毁了这些树实在可惜，设计人员临时更改方案：原护坡不动，两米以外开挖新河，两河之间形成一个长岛，建成游泳场。建成后的双河道，河面宽阔，垂柳婆娑，给古老的京城增添了新景色。1959年夏天，永定河引水渠工程完工，三家店水闸放水，整治过的前三门护城河波光粼粼，与之前臭水沟的情景相比大是不同。按照计划，1960年将完成前三门护城河的全部改造工程，在前门修建客运码头，东便门、崇文门、宣武门、西便门都将修建水闸用以防涝防旱。1960年因为经济形势变差，大型工程建设停工，同时随着中苏交恶，由苏联专家建议的方案也遇到了不小的政治困难。遗憾的是，上面描述的河道样子以及其巨大的防洪功效终成了泡影。（1965年宣武门护城河，从残存的城墙豁口可以看到后面的宣武门教堂）1965年，中国受到国际上的排挤，为了战备需要，强行上马地铁工程。而出于节约成本的角度考虑，最佳方案就是利用城墙和护城河，这样不用大量拆除民房，也不妨碍城市交通。2月4日，毛主席批示此方案可行。地铁工程上马，与之配套的就是护城河改暗沟工程。至于为什么要改暗沟，还是出于保护地铁安全的角度。在1965年，北京地铁是战备工程，是军用设施，安全等级极高，没有人敢冒着地铁被淹的风险提议保留护城河。1965年，北京市规划局拿出了将四面护城河都改成暗沟的方案，暗沟全长23公里，除特大暴雨外，暗沟内不得流水，相当于截断了全部护城河的水源。施工时将河底淤泥清除，用钢筋混凝土浇筑方形涵洞，再在上面覆盖多层防水层和防爆层。到1957年，前三门护城河几乎全部消失，仅余下崇文门以东近2公里；西护城河复兴门以东0.92公里也埋入地下。暗沟一开始还考虑可以做成人防工程，但随后随着暗沟旁的排污水道的堵塞，污水流入暗沟，产生沼气，人根本无法进入。1971年，环内城的地铁二期工程开工，西护城河复兴门以北长4.25公里河道改为了暗沟。1974年，地铁二期工程和二环路建设启动，规划在建国门、朝阳门、东四十条和东直门建四座跨河立交桥，每一座立交桥实际上是一座长数百米的方形涵洞，河水在方形涵洞中流淌。此时，国际形势已趋于缓和，工程重点由战备回归市民生活。但这个方案还是没有获得通过，反对者的意见有二，一是东二环河道一共5公里，要修四座桥，几乎每隔几百米就是一座桥，保留河道的意义不大；而且上游太平湖被填改成地铁车辆段，东护城河失去水源，水质变差变臭。到了1984年，随着东二环路的建设，东护城河被埋入地下。（1924年朝阳门南护城河和城墙，远处的城楼即朝阳门城楼）
在此期间，前三门护城河残存的两段：崇文门以东2公里河道以及西便门段，也因为失去水源，导致河水水质恶化加上生活污水的流入，分别于1975年和1985年被改成暗沟。（1960年崇文门东护城河，可以看到一个排水沟，远处的城楼即为崇文门城楼）
1965年的护城河改暗沟方案中，只有北护城河得以逃脱被埋的厄运，这主要得益于高梁河长河水源未断以及其连接积水潭，如要改暗沟工程量过大，可能造成城内六海的枯竭。环绕北京600多年的护城河，到今天只剩下北面一段和南面一段，长度不足原长度的一半。58版规划中所描述的美景，只能让人们想象了。
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