重城和双堤形成了完整的城市防洪障水系统，此后至金末，有关太原城遭受外来洪水的史料记载极少，可证障水系统之大作用。
明洪武九年（1376）太原城得以扩建，城墙包砖大大增强了抵御洪水的持久力，瓮城的修建也有利于阻止洪水来袭的速度。但元至明初，由于常年战乱，疏于管理，城外湖塘逐渐被汾河泥沙淤灌壅积，堤坝亦断壁残垣，一直未予整修，导致嘉靖末（-1566）的洪水冲毁堤坝，长驱人城，昔日柳溪双堤毁灭殆尽。
洪灾之后，太原府尹召集官民重筑防洪堤坝，采取了防御和疏导相结合的做法：“通白耙儿沟起抵教场南沿，流作石壩，垃土埔初作时，水仍逼教场，城西旧教场，迤南撼镇武门外桥，居人夜坐屋上。于是召宁武崞县阳曲石下，取石于山，探椽于宁化，约丈有一入地，率半之中维薪楗稻藁取东郭赤埴和以石块又加鈎椽合三成一，相地之防，每石埔率十累或俭不下八累，累皆从衡间作鈞刃缝合锭形灰液而木纽之，义起大小塌头若干，前出数武以杀水怒，又白沙河南作新渠直导之西流，功成而水定。计石壩七道，长一百四十五丈，土壩九道，长一百五十六丈，新挑耙儿沟河渠一道，长四十三丈。”，
即：新堤改土为石，材料与技术都优于从前。先将大块石材楔人泥土一丈深作为堤坝的骨架，再用木椽编制网架子层，之间填充以稻秆、黏性较好的红土和碎石块和成的泥浆，制成类似“预制墙体”的构件，称为“一累”，在石块两侧各堆砌十累（最少八累），用木棍横穿加强各累间的联系，缝隙用灰浆灌注，同时在坝上做大量突起的“小埔头”，分解洪水对坝身的冲击。在提高堤坝强度的同时，又于汾河之西新开沟渠，以疏导洪水流向汾两的空旷地带。
虽然明初扩建的城墙和中期新建的堤坝组成了比宋时更为强大的洪水防御系统，但由于官方的散漫无序，对防洪工程缺乏有效管理，任其在河水的冲击下自生自灭火，日久便河道淤塞、堤坝残损，致使新堤建成仅十几年后，汾水决堤的灾害便时有发生，仅万历（1573-1619）后期汾河的大水拥城即达三次。
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