南京城墙针对不同地段的地理条件和地形，四重城墙均设有护城河，大型水关两座，大小不等的涵闸数十座，还对城墙结构采取了多种不同形制。
护城河南京四重城墙的护城河，是南京明城墙的一个重要组成部分。护城河的水源，来自秦淮河、清溪、金川河以及玄武湖、前湖和琵琶湖自然水系，经对城垣外侧河道的疏浚、人工的开挖，引导河水入濠而成。
其中惟有京城太平门向东一段城墙外侧，因地处所谓“龙脉”之要害，怕开挖护城河而切断“龙脉”，所以没有开筑护城河。宽阔的护城河水面，衬映高大坚固的南京城墙，使进犯之敌望而生畏。
水关涵闸南京城墙设置的水关涵闸等水利设施，是针对南京地区雨水丰沛、水系复杂而特别设计的，是南京城墙构造特点之一，反映了明初精湛的筑城工艺和周密的平、战结合的城市水利运用思想。
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