第四节 研究区水文特征和主要河流

一、水文特征

研究区北部大部分位于阴山、燕山东西向复杂构造带内。西段的阴山山地多由前震旦纪花岗片麻岩、闪长片麻岩等组成，部分地区有中生代碎屑岩及大量的火山岩。东段的燕山山地广泛分布着震旦纪石英岩和矽质灰岩、下古生代浅海相沉积页岩和灰岩以及上古生代含煤构造。阴山及燕山地区中生代构造运动强烈，断层发育，地面长期隆起上升。岩石受到风化剥蚀，形成了平缓的丘陵山地。区内山地是以北东、北西向构造线为主，所以河道大多数是沿上述两个方向发育。在山区，河道横切山脊为峡谷，两组构造线断陷为盆地，河谷形态有峡谷、盆地相间分布的特点。山区支流众多，河网密度大，河床纵比降大，所以产水量大于平原地区。山区河流多为终年流水的常态河。山前地区多为构造断裂带通过区，山体相对抬升和平原区相对下沉，第四纪松散沉积物有较厚的堆积，且以砾石、卵石和粗砂为主，地表水容易入渗，所以山前区多为季节性河流，或地表水流明显减少，但地下水比较丰富。在平原，由于山前形成洪积冲积扇群连续分布，基本上向东南、向南倾斜，再加上基底北西—南东向断裂控制，所以平原区河道多东南向、南向发育。由于地形倾斜坡度大，河道弯曲系数小，多为平直顺流。

受地质条件控制，区域内水系呈扇形分布，由周边山地向平原汇集。入平原后，纵坡减小，流速降低，泥沙沉积，一遇洪水则决口泛滥。径流季节变化大，各河水量主要集中于夏秋季节，冬春水量很小，有的河流甚至干涸，流量过程暴涨暴落。各河山区面积大于平原面积，永定河、北运河山区支流多，河网密度大，有利于地表径流汇集。在山区比降大的山前暴雨中心区，容易发生特大洪水，其中潮白河和永定河最为突出。

区内河流含沙量大。河流中的泥沙主要受地质地貌、气候水文、土壤植被等自然因素，以及人类活动等诸多条件影响。北京地区正处于黄土高原以东和内蒙古高原以南，由高原向平原过渡的地带。物理风化强烈，土质疏松，植被破坏严重，覆盖率低；在季风作用下，降水集中在夏季，且以暴雨形式出现。由于上述原因，区内河流含沙量和侵蚀模数都大于我国东部其他地区。海河含沙量在全国大中河流中，含沙量仅次于黄河，居第二位。

二、各大河流

研究区内河流众多，水资源丰富。永定河、潮白河、北运河、御河、蓟运河、拒马河等大小河流均属于海河水系，汇聚于天津一带入海，并呈扇形分布（图1—1）。这些河流大多自西北向东南流，不仅塑造了区域内的平原，还因为历史上水量充沛而具有航运和灌溉之利。历史上，北运河由于潮白河、温榆河的注入，水量丰沛，成为南北大运河的北段漕运河道。南北大运河在古代是最重要的沟通南北的经济大动脉，不仅便利了南方和北方地区的社会经济和文化联系，而且对于繁荣国家经济，促进了统一国家形成与发展方面起到了巨大的作用。

图1—1 研究区域水系

1.北运河

北运河是京杭大运河的北段河道，今河道为通州北关闸以下至天津三岔河口，上游河流主要为温榆河、通惠河和小中河。小中河与温榆河在通州北关闸下不远处汇合，自北关闸以下河段始称北运河。北运河全部河段北起自通州北关闸，南至天津三岔口入海河，干流长度约有160公里，位于东经115゜25′~117゜30′，北纬39゜28′~41゜05′，地跨北京通州区、河北省香河县、天津市武清区和天津市区。北运河干流分为上游、中游和下游三个河段。上游河段始于通州区北关闸，南至河北省香河县土门楼闸，整个河段长为59.8公里。北运河中游起自香河县土门楼拦河闸，南至天津市武清区筐儿港节制闸，河长41.4公里。北运河经青龙湾减河分洪后，以下河道基本上无行洪任务，北京市排污河在筐儿港建“倒虹吸”，避免了对北运河的污染。在北运河中游的河西务至南蔡村河段，土质较差，河道弯曲，历史上险工众多，经常发生水患。北运河下游起自筐儿港节制闸，南至天津市三岔河口，在天津市北辰区屈家店与永定新河相交，进入市区北运河与南运河在三岔河口汇流，入海河干流。

北运河沿途有不少支流汇入。自北关闸往下至通州古城北关，通惠河自西注入北运河，北运河向东南流，至苏庄村南凉水河自西北向东南注入北运河，北运河迤逦东流至牛牧屯，有牛牧屯引河汇入，北运河在牛牧屯村进入香河县后折向南流，有凤港减河汇入，在红庙村有青龙湾减河，在武清县筐儿港有筐儿港减河，这两条减河开凿于清代，是北运河的分洪泄水河流。北运河流域平原区地层系由冲积洪积物构成，上游以轻壤质为主，约占一半以上，沙壤、中壤次之，重壤较少；低洼地带间或有盐碱地，其面积随降水量丰枯而增减。中下游运河两岸的盐化潮土，轻壤、中壤分布较广，沙黏配合适当，质地适中，宜种各类作物。在古河道地带，或河流决口泛滥地带，土壤多为细沙、粉细沙，结构疏松，在风力作用下形成各种沙丘、沙地、沙带和沙岗，对排水造成不利影响。北运河流域多年平均降水量北部为603毫米，南部为590.7毫米，分配不均，多集中于6~9月。根据通州水文站统计，1949~1984年平均年径流量为3.6亿立方米。

2.温榆河

温榆河为北运河上源，古名湿余水、温余水、榆河等。温榆河发源于北京市昌平区，承泄西山及燕山南麓的诸小水流，由东沙河、北沙河、南沙河汇合于沙河镇以后称为温榆河。北沙河上源有高崖口沟、柏峪口沟、白羊城沟、兴隆口沟等，汇合后称北沙河。沿途在双塔村东有关沟汇入，在踩河村东有虎峪沟汇入，北沙河东流经过沙河镇北，在郑各庄北与东沙河汇流，流入沙河水库。东沙河上源为德胜口沟、锥石口沟、上下口沟、老君堂沟，在十三陵水口北汇合始称东沙河，十三陵水库以下南流在沙河镇北汇入北沙河。南沙河上源是周家巷沟，发源于海淀区寨口村附近，东北流，在常乐村以南有一条小河汇入后称南沙河，东流至沙河镇南东入沙河水库。东沙河、南沙河、北沙河皆汇入沙河水库，自沙河水库以下称温榆河。温榆河向东北流，在马坊村有东沙河汇入，而后折向东南，在蔺沟村南有蔺沟河自西北向东南注入温榆河，温榆河流经沙子营附近，有清河自西汇入，然后温榆河沿顺义、朝阳界继续东南流至通州葛渠村向南流至通州北关闸，入北运河。温榆河河长90公里，流域面积2 478平方公里。

3.潮白河

潮白河是海河水系支流之一，上有两源，一个是潮河，一个是白河。白河发源于河北省沽源县，潮河发源于河北省丰宁县，两条河流在密云县河漕村汇流后始称潮白河，在北京市境内流经密云、顺义、通州等地，沿途纳入小东河、怀河、城北减河、南彩排洪沟、箭杆河等支流，在通州区大沙务村东出境后始称潮白新河，流经河北省香河县、天津市宝坻区，在八台港分洪入黄庄洼滞洪，经里自沽闸调蓄后下泄，至宁车沽入永定新河，东流在天津北塘入海河。潮白河在密云城以上称为上游。上游河道除了河源段河道比较开阔外，多呈V字形河谷。潮白河自密云水库以下至顺义苏庄河段为中游，河流流经在冲积扇上，地势比较平坦，平均坡度为1.1%，河中会出现沙洲及叉河，洪水期以搬运作用为主，枯水期以沉积作用为主。潮白河苏庄以下河段为下游地区，地势低洼，河谷开阔，有广阔的河漫滩，以沉积作用为主。潮白河流域多年平均降水量610毫米，年内分配不均，6~9月降雨约占全年的85%，年际变化悬殊，最大为1100毫米（1959年），最小290毫米（1965年），且存在连丰、连枯现象，一般为2~3年，最长可达6~9年。潮白河多年平均年径流量为16亿立方米（1950~1990年），最大年径流量为60亿立方米（1939年），最小为0.97亿立方米（2000年）。

潮白河因其上游的两条支流白河和潮河汇流后而得名。白河古称沽水，潮河古称鲍丘水，东汉以前潮河和白河分别入海。据《水经注·沽水》记载，沽水和鲍丘水穿过燕山后，沽水在西，鲍丘水在东，南流经过潞县，两河合流，称作潞河；上游的沽水在西，称西潞水；鲍丘水在东，称东潞水。潞河东南流，入雍奴县为笥沟，至雍奴县西北，鲍丘水从笥沟分出单独东流，沽水继续东南流，经过泉州县东，注入清河，同归于海。白河和潮河北魏时在潞县汇合，五代时白河和潮河汇合点上移至牛栏山附近。潮白河原为北运河的主要支流之一，与温榆河在通州北关附近合流。金代潮白河称作潞水，元明时期称作白河，清代以后称作北运河。清朝后期，潮白河开始呈现出向东摆动的趋势，屡次决口东流。1939年，潮白河夺箭杆河南下，从此脱离北运河水系，形成现代潮白河水系。金代迁都燕京，开始利用潞水实行漕运，元明清三朝定都北京，实行漕运制度，潮白河成为主要的漕运河道，在封建社会时期发挥了巨大的经济支撑作用。

4.蓟运河

蓟运河全长为320公里，有两大支流。一是州河，发源于河北遵化县北部燕山南侧；二是泃河，发源于河北省兴隆县长城黄崖关北。泃河流经兴隆、平谷、三河、蓟县、宝坻，州河流经遵化、蓟县、宝坻，二河在宝坻张古庄汇流，以下始称蓟运河。蓟运河继续东流，沿途有金水河、兰泉河、双城河、还乡新河（还乡河分洪道）和煤河等汇入，至天津市滨海新区塘沽防潮闸与永定新河汇流后入渤海。蓟运河古代称作庚水，《水经注》记载：“庚水出右北平徐无县北塞中而南流，历徐无山，得黑牛谷水，又得沙谷水，又合周卢溪水，世谓之为柘水也……庚水又南，径北平城西而南入鲍丘水，谓之柘口，南入雍奴薮而入海。”明代，为了向蓟镇长城沿线运送军粮，开始利用古庚水漕运，称之为蓟运河。

5.永定河

永定河是区域内最大的河流，也是对区域影响最大的河流。发源于山西省宁武县管涔山，上游称为桑干河，流经山西、内蒙古、河北，沿途有洋河、妫水河汇入，三支河流汇于官厅水库，之后进入官厅山峡，于三家店出山，东南流至卢沟桥，南下至河北省固安县，东南流至天津北辰区屈家店村北汇入北运河。1970~1971年，为保证北京、天津河京山铁路安全，缓解海河干流行洪压力，开挖了自屈家店至北塘入渤海的永定新河。总流域面积47 000平方公里，流域各地区多年平均年降水量为360~650毫米，多雨中心沿军都山、西山分布，多年平均降水量650毫米，京津河北所在的山前平原区多年平均降水量约600毫米。平均年径流量20.29亿立方米，最大年径流量为36.30亿立方米（1956年），最小年径流量为11.19亿立方米（1972年）。永定河上游多黄土，泥沙易被冲刷，河水含沙量大。历史上，永定河拥有多个名称，西汉以前称作治水，东汉至南北朝称水，也称作清泉河，说明永定河早期河水比较清澈。辽金以后，上游植被的破坏和土地的不合理利用，致使水土流失加剧，河水泥沙含量增加。随着永定河流出山地进入平原，流速顿减，泥沙迅速淤积，加之降水集中，形成区域内河流善淤善决的特点。金代永定河称作卢沟河，元明时期称作浑河、无定河，又有小黄河的说法。康熙三十七年（1698年），清圣祖主持治理浑河，并赐名“永定”，从此以后才叫作永定河。永定河至天津三岔口与北运河、南运河、子牙河、大清河等汇流入海，由于永定河水势最大，并且河道下游改道频繁，对南北运河漕运均有一定的影响。元明时期，对永定河采取不治而治的办法，清代对永定河采取筑堤治理的办法，永定河的治理除了消除水害之外，还有保障漕运的成分在内。