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海河流域位于东经112度~120度、北纬35度~43度之间，包括海河、滦河、徒骇马颊河等水系。流域范围，西以山西高原与黄河流域接界，北以蒙古高原与内陆河流域接界，东北与辽河流域接界，南界黄河，东临渤海。流域面积31.78万平方公里，占全国总面积的3.3％。流域地跨8省(市、自治区)，包括、北京、天津两市，河北省大部，山西省东部、北 部，山东、河南两省北部，以及内蒙古自治区、辽宁省的一小部分。
见表一：各省市在流域内的面积情况表。
据1993年统计，流域内人口1.176亿人，约占全国总人口的10％；耕地1.63亿亩，占全国耕地的11％。流域的北部和西部为山地和高原，东部和东南部为广阔平原，山地高原和平原面积各占60％和40％。主要山脉有燕山、太行山，从东北至西南，形成一道高耸的屏障，环抱着平原。山地与平原几成直接相交，丘陵过渡地区甚短。太行山、燕山以西、以北分布着面积较广的黄土高原，水土流失严重，是流域内泥沙的主要来源。平原的地势，由西南、西、北三个方面向渤海倾斜，按其成因大致可分为山前平原，中部平原和滨海平原。由于黄河多次改道经海河平原入海，京杭大运河横贯流域东部，以及海河各支流冲积的影响，形成平原上缓岗与坡洼相间分布的复杂地形，给洪涝 水的排泄造成困难。
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（二）气象水文
海河流域处于中国干旱和湿润气候的过渡地带，是东部沿海降水最少的地区,1956~1984年多年年平均降水量为546.6mm。由于气候、地形等因素的影响，降水量的分布呈较明显的地带性差异。沿太行山、燕山山脉迎风坡有一条年雨量达600mm的弧形多雨带，其间由北到南分布着大于700~800mm的多雨中心，五台山最大达925mm。西北部的雁北和冀北山地大部分地区降水量为400~ 500mm，局部地区如阳原、大同盆地不足400mm。平原地区降水量一 般为500~600mm。
由于受季风气候的影响，流域降水量年内分配很不均匀，75％~85％集中在汛期，在汛期又往往集中于几场暴雨，而流域内作物需水最集中的3~5月月平均降水量仅50~100mm。降水量的年际变化很大，1964年为最丰水年，流域平均降水量达798mm，比多年平均值偏 丰43％；1965年为最枯水年，流域平均降水量为358mm，比多年平均值偏枯36％，丰枯年降水量相差2.23倍。
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（三）河流水系
海河流域主要有滦河、海河及徒骇马颊河三大水系。 见表2： 海河流域主要河流河长、流域面积表
1.滦河水系
滦河发源于河北省丰宁县巴延屯图古尔山麓，上源称闪电河，流经内蒙古，又折回河北，经承德到潘家口穿过长城至滦县进入冀东平原，于乐亭县南入海，流域面积54400平方公里。滦河干流长度888公里。主要支流有小滦河、兴洲河、伊逊河、武烈河、老牛河、青龙河等。域内植被较好，河川径流量在海河流域三水系中相对较丰。近年来修建了潘家口、大黑汀等大型水库和引滦入津、引滦入唐、引青济秦等工程，水资源利用程度大为提高。
在流域东北部冀东沿海一带，有若干条单独入海的河流，主要有陡河、沙河、洋河、石河等， 这些河流流域面积不大，水量较小，统称冀东沿海诸河。
2.海河水系
海河水系由北三河、永定河、大清河、子牙河、漳卫南运河五大河组成。北三河又包括蓟运河、潮白河、北运河。北三河与永定河合称河北系；大清河、子牙河、漳卫南运河合称海河南系。
(1)北三河。北三河位于海河流域北部的永定河、滦河之间，流域面积35808平方公里，其中山区22115平方公里，平原13693平方公里。
北运河发源于北京市昌平县北部山区，通县北关闸以上称温榆河，北关闸以下始称北运河，南流纳通惠河、凉水河、风港减河等平原河道，至土门楼经青龙湾减河入潮白新河。河道干流总长142.7公里。
潮白河由潮河、白河两大支流组成，均发源于河北省沽源县南，在密云县以南汇合始称潮白河，至香河吴村闸潮白河长度为284公里；吴村闸以下称潮白新河，至宁车沽闸汇入永定新河，潮白新河河道长度为183公里。
蓟运河主要支流有泃河、州河和还乡河，州、泃两河发源于河北省兴隆县，于九王庄汇合后始称蓟运河。还乡河发源于河北省迁西县，蓟运河至阎庄纳入还乡河(分洪道)，南流至北塘汇入永定新河入海。蓟运河干流长度为157公里。
(2)永定河。永定河是海河流域北系一条主要河道，上游有桑干河、洋河两大支流，分别发源于内蒙古高原的南缘和山西高原的北部，两河在河北省怀来县朱官屯汇合后称永定河，流域总面积4.7万平方公里，其中官厅以上流域面积4.34万平方公里，官厅到三家店为官厅山峡，区间面积1600平方公里，三家店以下为中下游地区，集水面积近2000平方公里。
永定河自三家店以下河道全长200公里左右，分为三家店~卢沟桥段、卢(沟桥)~梁(各庄)段、永定河泛区段和永定新河段等四段。永定河泛区出口屈家店以下大部分洪水由永定新河入海，小部分洪水经北运河入海河干流。永定新河于大张庄以下纳北京排污河、金钟河、潮白新河和蓟运河，于北塘入海。
(3)大清河。大清河流域位于海河流域中部，西起太行山，东临渤海湾，北邻永定河，南界子牙河，流域面积4.31万平方公里。大清河水系中上游分为南、北两支。北支主要支流有小清河、琉璃河、拒马河、中易水等。拒马河在张坊以下又分流成南、北拒马河，小清河、北拒马河在东茨村汇流后称白沟河，南拒马河在北河店纳中易水后，在白沟镇与白沟河汇流。以下，大部分洪水由新盖房分洪道入东淀，少量经白沟引河入白洋淀。白沟镇以上流域面积1.02万平方公里，其中张坊以上4280平方公里。
大清河南支主要支流有瀑河、漕河、府河、唐河、潴龙河等，各河均汇入白洋淀，流域面积2.10万平方公里。南北两支洪水在东淀汇流后，分别经海河和独流减河入海。除东淀外，主要滞洪洼淀还有文安洼、贾口洼、团泊洼、唐家洼等。
(4)子牙河。子牙河系主要支流有滹沱河、滏阳河，流域面积46868平方公里，其中滏阳河艾辛庄以上14877平方公里，黄壁庄以上23400平方公里。滹沱河发源于山西省五台山北麓，流经忻定盆地至东冶镇以下，穿行于峡谷之中，至岗南附近出山峡，纳冶河经黄壁庄后入平原。滹沱河发源于太行山东侧，支流众多，主要有洺河、南洋河、泜河、 槐河等，各支琉均汇集于大陆泽、宁晋泊，以下经艾辛庄至献县与滹沱河相汇后称子牙河。子牙河原经天津市海河干流入海，1967年从献县起新辟子牙新河东行至马棚口入海。
(5)漳卫南运河。漳卫南运河是海河流域南系的主要河道，上游有漳河和卫河两大支流，流域面积37584平方公里。漳河发源于太行山背风坡，经岳城水库出太行山，在徐万仓与卫河交汇，流域面积19220平方公里。卫河发源于太行山南麓，由淇河、安阳河、汤河等十余条支流汇集而成，流域面积15229平方公里。漳河和卫河在徐万仓汇合后称卫运河，卫运河全长157公里，至四女寺枢纽又分成南运河和漳卫新河两支，南运河向北汇入子牙河，再入海河，全长309公里；漳卫新河向东于大河口入渤海，全长245公里。
3.徒骇马颊河水系
徒骇马颊河水系位于黄河与漳卫南运河之间，有马颊河、徒骇河、德惠新河等平原排涝河道，与其他若干条独流入海的小河一起统称徒骇马颊河水系，流域面积28740平方公里。
在各河中，漳河、滹沱河、永定河、潮白河、滦河等河均发源于背风山区，源远流长，山区汇水面积大，水系集中，河道泥沙较多，目前，出山口处都有大型水库控制。卫河、滏阳河、大清河、北运河、蓟运河等大都发源于大行山、燕山迎风坡，支流分散，源短流急，洪水多经洼地滞蓄后下泄，泥沙较少。
根据民国18年（公元1929年）至1984年滦河年径流资料的统计，滦河多年平均年径流总量为46.1亿立方米，最大年径流量为129亿立方米，出现在1959年，最小年径流量为12.7亿立方米，出现在1981年，频率为20%的年径流量为63.7亿立方米，预率为50%的年径流量为39.9亿立方米，频率75%的年径流量为26.9亿立方米，频率为95%的年径流量为15.8亿立方米。
滦河流域为典型的温带、暖温带半湿润、半干旱大陆性季风气候。冬季在蒙古高压控制下，高空受西风槽影响，气候寒冷干燥。降水很少。夏季受北太平洋副热带高压控制，炎热多雨。降雨的主要天气系统是极锋，但西来槽、切变线、西北涡、西南涡、台风等都能形成降水。若遇两个以上天气系统相互配合，而且水汽丰富时，常可形成雨量大、历时长、雨区广的暴雨。春季基本仍是冬季环流系统控制，降水少，多风沙。加上气温回升快，常形成春旱。秋季北太平洋副热带高压退却较快，除退却过程中形成阴雨天气外，一般是秋高气爽天气。降水主要集中在6-9月。特别是7S两个月，全年降水又往往集中在几次暴雨上。
滦河径流年际变化较大。年径流变差系数多在0.5-0.8，最大年径流量与最小年径流量的比值多在8倍左右，有的站甚至达10倍以上。支流兴洲河、伊逊河、蚁蚂吐河、武烈河、瀑河、潵河等均在10倍以上。仅河源处于支流如大滦河、兔力根河、小滦河等径流年际变化较小，年径流变差系数为0.3-0.5，极值比为3-5倍。滦河不仅水量丰枯变化大，且常出现连续丰水或连续枯水。
滦河径流主要来自降雨，因之，径流年内分配和降水的年内分配具有很大的一致性。汛期自6月底到9月初，7、8月份内出现最大洪峰，冬春水量很少，3-4月由于融冰及融雪常形成不大的春汛。5、6月则因干早而出现历时不长的枯水，虽历时不长，但流量常低于冬季枯水期，而为全年最小值。 滦河流域山区占90%以上，且大多是石质山岭，植被保存较好（植被覆盖度为30-60%）。各河含沙量在河北省各河中是比较小的。上游干支流包括闪电河、大滦河、小滦河等含沙量多为1-2公斤/立方米。自张百湾以下的中游各支流，包括伊逊河、武烈河、长河等流域，有较多的黄土分布，加上人类不合理的垦殖，加剧了水土流失，使河流含沙量加大。伊逊河围场站，伊逊河支流不澄河边墙山站及蚁蚂吐河下河南站含沙量都在20公斤/立方米以上，成为滦河泥沙主要源地之一，其它支流老牛河、瀑河、潵河等含沙量略小，一般为3-4公斤/立方米，青龙河含沙量只有2-3公斤/立方米。桃林口站为2.88公斤/立方米，是滦河含沙量小的支流之一。滦河流出燕山，至滦县站含沙量为4.76公斤/立方米。滦县以下流入平原，流缓沙沉，含沙量又有所减小，但因下游河道甚短，很快到达入海口，泥沙在河口处堆积，形成滦河三角洲。
滦河的输沙量比海河小，滦县站多年平均年输沙量为2270万吨。但输沙量年际变化大。滦县站年输沙量最大值为8790万吨（1959年），最小值为235万吨（1951年）。最大值为最小值的37倍。
各河输沙量的年内分配很不均匀，大约90%集中在汛期（6-9月），尤其7、8月沙量最大。汛期以外各月特别是冬春枯水期沙量很小。个别河段接近于零。
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