錢塘江河口是中國境內水文環境最為特殊的河口，其地形內窄外廣，河寬水淺，河底細粉沙東西橫亙百餘里，易於隨江流海潮衝淤變化，江道主槽南北變動不居。這一環境特徵是錢塘江湧潮、潮災形成的主因，也是歷代海塘修築、治江防潮工程的基礎性影響因素。
錢塘江河口
清乾隆朝時，在皇帝親自推動下，形成了定期測量錢塘江河口沙水變化並具折繪圖奏報的制度，該河口始有連續的水文觀測記錄，築塘治潮決策有了可靠的事實依據，人們在與湧潮的鬥爭中也更加積極主動。
早在春秋時期，錢塘江河口經過漫長的歷史變遷，已經具備形成湧潮的環境條件。越王勾踐伐吳時，曾稱錢塘江“潮汐既有時，動作若驚駭，聲音若雷霆，波濤援而起”，表明其時湧潮已經盛大，以致對渡江用兵構成困難。錢塘江潮出現以後，人們對它的成因作了不懈探索與解釋。歷史上最早出現的解釋是，錢塘江潮是在伍子胥被吳王賜死後，屍體浮於江中，憤恨發怒驅濤所致。這一傳說最早見於東漢成書的《吳越春秋》，後經《越絕書》進一步演繹，下至晉、唐、五代、宋都有著作記載和豐富之，廣為傳播。伍子胥也最終變為“潮神”，成為民間理解錢塘江潮的一種方式。在潮神傳說濫觴的同時，從唯物主義角度對錢塘江潮成因作出解釋的嘗試也出現了。
東漢王充在《論衡》中對伍子胥驅水成濤之說做了周密的駁斥，並提出基於自然原理的解釋。他認為，潮水來自東方廣闊的大海，向西遇到淺狹的江口，受 到約束後自然“水激沸起”，騰而為濤。王充開創了科學討論江潮成因的新路徑，並得到後世諸多追隨者的支援。東晉葛洪在《抱朴子》中談及錢塘江潮的起因時也指出，水從東來，地廣道遠，“乍入狹處，陵山觸岸，從直赴曲，其勢不洩”，因而湧起成濤。
唐代竇叔蒙在《海濤志》中詳細論述了月亮運動與潮汐之間的時間對應關係，並繪出了杭州高低潮時推算圖，以科學的態度研究湧潮時刻，對子胥駕濤之說隻字未提。北宋時，燕肅在《海潮論》中指出，錢塘江上赭山與龕山相對之海門一帶，因水下淤積形成沙潬（即灘，水下沙堆，今稱沙坎），南北亙連，頗類門檻，海水過此受到阻礙，蹙遏成潮，起而成濤，並非“江山淺逼使之然”。燕肅否定了錢塘江是因兩岸狹窄逼迫海水湧而為濤的說法，歷史上首次提出水下積沙致潮的解釋，儘管不全面，但確是一項驚人的發現。
月亮運動與潮汐
其後，南宋的朱中有認為，燕肅沙潬論已經道盡錢塘江潮的秘密，甚至宣稱燕氏此論既出，“諸家言錢塘者盡廢”。他在《潮賾》中除詳細論述沙潬與江潮形成的原理外，還認識到“江沙之漲，或東或西無常地，潮為沙岸所排軋，其激湧，震天動地”，即江沙坍漲無常，沙塗分佈影響到潮流走勢，這又是對錢塘江水沙關係認識上的一大進步。沙潬論已接近現代科學解釋。圍繞海塘修築，人們對錢塘江水文狀況的認識也不斷進步。宋時，兩浙已是繁華富庶之地，受到江潮威脅也日益嚴重，開始漸成規模地修築海塘。當時僅致力於提高海塘自身防護能力，如改進築塘材料、改善塘型，修築備塘等，尚未顧及潮勢及沙塗變化對海塘安危的影響。
修築海塘
元代，鹽官潮患最劇，海岸坍漲無常，至元至泰定五十餘年間，岸灘曾四度為潮衝擊崩塌，每次又崩而復漲。這一系列水文環境的劇烈變動過程，直接關係到北岸平原安危，引起了人們對沙勢坍漲的關注。大德三年，鹽官塘岸再次為潮水衝坍，禮部郎中游中順考察後，見塘外“虛沙復漲”，江水離塘略遠，便未採取修葺措施。此後塘工修築常依漲沙情況而定。天曆元年十一月，都水庸田司上報八月份鹽官外漲沙及水勢深淺，對西起赭山東至尖山外的沙塗丈尺，都有觀察描述，且有不同日期的對比。尤其值得注意的是，這次勘查還做了水深測量：“八月一日至二日，探海二丈五尺。至十九日、二十日探之，先二丈者今一丈五尺，先一丈五尺者今一丈。”此為歷史文獻所見錢塘江第一次水深測量記錄。鹽官也因為此次漲沙護岸潮勢消弭而更名為海寧。遺憾的是，元代的沙水測量只是偶爾為之，並未形成常態。
明代文獻中，偶有錢塘江沙水形勢的一般觀察和論述。如永樂十八年，通政司左通政嶽福奏報，赭山、巖門山、蜀山故有海道，近期皆淤塞，致使西岸潮勢愈猛，“為患茲大”。崇禎十五年，祁彪佳曾“舟至龜山，因沙漲數十里，望海止一線耳”。蕭山水利專家任三宅亦曾論述海沙漸漲對海塘穩固的保障。整體而言，這些認識和記錄較為零碎。明末清初，錢塘江江道發生了歷時數十年的“三門變遷”事件，即江流湧潮從最初行走龕山、赭山之間的南大門，改道至赭山、河莊山之間的中小門一段時間後，又改道至河莊山與海寧之間的北大門，中經往返擺動，最終於康熙五十四年左右穩定在北大門。錢塘江水文環境的鉅變，不僅使北岸防潮形勢更加嚴峻，也促使人們對沙水變化有更多認識。
康熙五十四年起，有關塘外積沙漲坍的資訊便常與塘工情況一起出現在奏摺中。康熙五十七、五十九年先後實施的中門引河工程，試圖透過開挖中小門淤沙，引導江流海潮重走中門，以此減輕對北岸海塘的衝激，雖然沒有成功，卻讓錢塘江沙水變化情況受到更多關注。康熙末年，致仕回鄉的海寧文人陳詵在經過長期觀察後，寫下了《海寧縣海潮議》七篇文章，反映了當時對錢塘江水文情況最全面、最前沿的認識。這些文章系統闡述了海寧一帶江潮運動變化特徵，沙勢漲坍特點及利害關係，指出“是潮之變遷皆沙為之，而不知沙之變遷實潮為之也”，深刻揭示了沙與潮之間的相互作用關係——河床上沙塗衝淤和分佈影響了潮水走勢，而潮水行進路線又反過來影響各處沙塗的漲坍。陳詵因此力倡疏通中小門，修築尖山至塔山間大壩，透過人工挖沙或促淤，改變江水潮勢，減輕北岸防潮壓力。
雍正帝即位之初，便關注復開中小門的可能，圍繞該項工程，地方大臣也對錢塘江河口南北兩岸沙勢變化頗為留心，如浙江總督李衛奏報塘工情形時，就多次提及江中灘塗漲坍情況。中門引河施工前，時任總督程元章曾上疏詳述錢塘江中門故道上、中、下三處水沙形勢，建言放棄該項工程，但未被採納。引河開挖過程中，隆昇則詳細彙報了工程進度、河寬水深丈尺，並在竣工後，繪製了引河開挖全圖和新漲沙形上奏。此後，在引河日常疏濬過程中，也時有水文情況的彙報。儘管如此，在雍正朝，沙水變化資訊也僅是依附於塘工及引河工程順帶奏及，並未被作為獨立內容進行觀察和記錄。
歷史上有關錢塘江河口水文環境、湧潮成因的認識雖然出現的較早且不乏創見，並在元代首次出現了水深測量活動，但整體上較為零碎，海塘修築也常因缺乏水文知識的指導而陷入被動。
錢塘江河口是中國境內水文環境最為特殊的河口，其地形內窄外廣，河寬水淺，河底細粉沙東西橫亙百餘里，易於隨江流海潮衝淤變化，江道主槽南北變動不居。這一環境特徵是錢塘江湧潮、潮災形成的主因，也是歷代海塘修築、治江防潮工程的基礎性影響因素。
錢塘江河口
清乾隆朝時，在皇帝親自推動下，形成了定期測量錢塘江河口沙水變化並具折繪圖奏報的制度，該河口始有連續的水文觀測記錄，築塘治潮決策有了可靠的事實依據，人們在與湧潮的鬥爭中也更加積極主動。
早在春秋時期，錢塘江河口經過漫長的歷史變遷，已經具備形成湧潮的環境條件。越王勾踐伐吳時，曾稱錢塘江“潮汐既有時，動作若驚駭，聲音若雷霆，波濤援而起”，表明其時湧潮已經盛大，以致對渡江用兵構成困難。錢塘江潮出現以後，人們對它的成因作了不懈探索與解釋。歷史上最早出現的解釋是，錢塘江潮是在伍子胥被吳王賜死後，屍體浮於江中，憤恨發怒驅濤所致。這一傳說最早見於東漢成書的《吳越春秋》，後經《越絕書》進一步演繹，下至晉、唐、五代、宋都有著作記載和豐富之，廣為傳播。伍子胥也最終變為“潮神”，成為民間理解錢塘江潮的一種方式。在潮神傳說濫觴的同時，從唯物主義角度對錢塘江潮成因作出解釋的嘗試也出現了。
東漢王充在《論衡》中對伍子胥驅水成濤之說做了周密的駁斥，並提出基於自然原理的解釋。他認為，潮水來自東方廣闊的大海，向西遇到淺狹的江口，受 到約束後自然“水激沸起”，騰而為濤。王充開創了科學討論江潮成因的新路徑，並得到後世諸多追隨者的支援。東晉葛洪在《抱朴子》中談及錢塘江潮的起因時也指出，水從東來，地廣道遠，“乍入狹處，陵山觸岸，從直赴曲，其勢不洩”，因而湧起成濤。
唐代竇叔蒙在《海濤志》中詳細論述了月亮運動與潮汐之間的時間對應關係，並繪出了杭州高低潮時推算圖，以科學的態度研究湧潮時刻，對子胥駕濤之說隻字未提。北宋時，燕肅在《海潮論》中指出，錢塘江上赭山與龕山相對之海門一帶，因水下淤積形成沙潬（即灘，水下沙堆，今稱沙坎），南北亙連，頗類門檻，海水過此受到阻礙，蹙遏成潮，起而成濤，並非“江山淺逼使之然”。燕肅否定了錢塘江是因兩岸狹窄逼迫海水湧而為濤的說法，歷史上首次提出水下積沙致潮的解釋，儘管不全面，但確是一項驚人的發現。
月亮運動與潮汐
其後，南宋的朱中有認為，燕肅沙潬論已經道盡錢塘江潮的秘密，甚至宣稱燕氏此論既出，“諸家言錢塘者盡廢”。他在《潮賾》中除詳細論述沙潬與江潮形成的原理外，還認識到“江沙之漲，或東或西無常地，潮為沙岸所排軋，其激湧，震天動地”，即江沙坍漲無常，沙塗分佈影響到潮流走勢，這又是對錢塘江水沙關係認識上的一大進步。沙潬論已接近現代科學解釋。圍繞海塘修築，人們對錢塘江水文狀況的認識也不斷進步。宋時，兩浙已是繁華富庶之地，受到江潮威脅也日益嚴重，開始漸成規模地修築海塘。當時僅致力於提高海塘自身防護能力，如改進築塘材料、改善塘型，修築備塘等，尚未顧及潮勢及沙塗變化對海塘安危的影響。
修築海塘
元代，鹽官潮患最劇，海岸坍漲無常，至元至泰定五十餘年間，岸灘曾四度為潮衝擊崩塌，每次又崩而復漲。這一系列水文環境的劇烈變動過程，直接關係到北岸平原安危，引起了人們對沙勢坍漲的關注。大德三年，鹽官塘岸再次為潮水衝坍，禮部郎中游中順考察後，見塘外“虛沙復漲”，江水離塘略遠，便未採取修葺措施。此後塘工修築常依漲沙情況而定。天曆元年十一月，都水庸田司上報八月份鹽官外漲沙及水勢深淺，對西起赭山東至尖山外的沙塗丈尺，都有觀察描述，且有不同日期的對比。尤其值得注意的是，這次勘查還做了水深測量：“八月一日至二日，探海二丈五尺。至十九日、二十日探之，先二丈者今一丈五尺，先一丈五尺者今一丈。”此為歷史文獻所見錢塘江第一次水深測量記錄。鹽官也因為此次漲沙護岸潮勢消弭而更名為海寧。遺憾的是，元代的沙水測量只是偶爾為之，並未形成常態。
明代文獻中，偶有錢塘江沙水形勢的一般觀察和論述。如永樂十八年，通政司左通政嶽福奏報，赭山、巖門山、蜀山故有海道，近期皆淤塞，致使西岸潮勢愈猛，“為患茲大”。崇禎十五年，祁彪佳曾“舟至龜山，因沙漲數十里，望海止一線耳”。蕭山水利專家任三宅亦曾論述海沙漸漲對海塘穩固的保障。整體而言，這些認識和記錄較為零碎。明末清初，錢塘江江道發生了歷時數十年的“三門變遷”事件，即江流湧潮從最初行走龕山、赭山之間的南大門，改道至赭山、河莊山之間的中小門一段時間後，又改道至河莊山與海寧之間的北大門，中經往返擺動，最終於康熙五十四年左右穩定在北大門。錢塘江水文環境的鉅變，不僅使北岸防潮形勢更加嚴峻，也促使人們對沙水變化有更多認識。
康熙五十四年起，有關塘外積沙漲坍的資訊便常與塘工情況一起出現在奏摺中。康熙五十七、五十九年先後實施的中門引河工程，試圖透過開挖中小門淤沙，引導江流海潮重走中門，以此減輕對北岸海塘的衝激，雖然沒有成功，卻讓錢塘江沙水變化情況受到更多關注。康熙末年，致仕回鄉的海寧文人陳詵在經過長期觀察後，寫下了《海寧縣海潮議》七篇文章，反映了當時對錢塘江水文情況最全面、最前沿的認識。這些文章系統闡述了海寧一帶江潮運動變化特徵，沙勢漲坍特點及利害關係，指出“是潮之變遷皆沙為之，而不知沙之變遷實潮為之也”，深刻揭示了沙與潮之間的相互作用關係——河床上沙塗衝淤和分佈影響了潮水走勢，而潮水行進路線又反過來影響各處沙塗的漲坍。陳詵因此力倡疏通中小門，修築尖山至塔山間大壩，透過人工挖沙或促淤，改變江水潮勢，減輕北岸防潮壓力。
雍正帝即位之初，便關注復開中小門的可能，圍繞該項工程，地方大臣也對錢塘江河口南北兩岸沙勢變化頗為留心，如浙江總督李衛奏報塘工情形時，就多次提及江中灘塗漲坍情況。中門引河施工前，時任總督程元章曾上疏詳述錢塘江中門故道上、中、下三處水沙形勢，建言放棄該項工程，但未被採納。引河開挖過程中，隆昇則詳細彙報了工程進度、河寬水深丈尺，並在竣工後，繪製了引河開挖全圖和新漲沙形上奏。此後，在引河日常疏濬過程中，也時有水文情況的彙報。儘管如此，在雍正朝，沙水變化資訊也僅是依附於塘工及引河工程順帶奏及，並未被作為獨立內容進行觀察和記錄。
歷史上有關錢塘江河口水文環境、湧潮成因的認識雖然出現的較早且不乏創見，並在元代首次出現了水深測量活動，但整體上較為零碎，海塘修築也常因缺乏水文知識的指導而陷入被動。