（三） 河川径流

北京地表水资源主要是河川径流资源，其次是湖泊水，第三是工农业和

生活用水的废水排放。但是，后二种水量比较小，主要分布于城近郊区，供旅游和娱乐场所，无供水价值。

1. 五大河系径流分布特征

1. 水系流域特征北京地区五大水系均属海河流域，各河径流的分布主要受气候、地貌和水系三大因素的控制。五大水系的基本特征如下：

①各河山区面积大于平原面积。山区面积占 62％，平原流域面积占 38

％，说明山区支流

图 5－2 白河引水工程示意图

多，河网密度大，有利于地表径流汇集；尤其是山区比降大和山前暴雨中心区，容易发生特大洪水。其中潮白河和永定河更为突出，山区面积比平原面积大 3.5—4.5 倍；只有温榆北运河水系，平原面积（20.4％）大于山区面积

（5.9％），也是唯一源于北京境内的河流。

②五大河系中，除温榆北运河水系外，都为过境河流，市内所占流域面积比较小。五大水系流域总面积（海河以上部分）约为 126906 平方公里，北京市流域面积为 16427 平方公里，占 12.9％。温榆北运河水系由于源于北京市燕山区，所以市内流域面积占全面积 84.8％；大清河和永定河两水系流域面积约 89869 平方公里，北京市内流域面积仅为 5268 平方公里，约占 5.9% 左右。由于五大河系中四条河流为过境水系，所以水量大小和年际、年内变化幅度均受上、下游控制，往往丰水年来水多、枯水年来水少，加大变化幅度，水资源利用价值变小（见表 5—4）。

③本市河流由于山区支流众多，河网密度大和河床纵比降大，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。北京山前地区，多为构造断裂带通过区，山体相对抬

表 5－4 北京市五大水系流域面积分布区

表 5－5 北京河流水文测站一览表

升和平原区相对下沉，第四纪松散物质有较厚的堆积，而且以砾石、卵石和粗砂为主，地表水容易入渗，所以北京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。永定河上游源于黄土高原，洪水季节挟带大量泥沙在平原区沉积下来，河床年复一年地加高，所以，在芦沟桥以下河段为地上河。

④河道发育受构造线控制。北京地区是以北东、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的。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。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。

⑤山区基岩裸露面积大，植被条件差，尤其森林盖度小，不足山区面积14%，所以流域调蓄能力差。北山区大面积岩体出露地表，风化深度不大，入渗量小，地下水储量少，加剧了夏季河床的暴涨暴落的水文特征。西山区虽然灰岩面积分布广，入渗能力强，但多为高山峡谷，坡陡、河床纵比降大， 也有利于暴雨汇流，易出现特大洪峰的水文特征。

总之，上述仅对北京地区水系和流域特征的分析，可以归纳为：山区支流多、流域面积大，山高坡陡和基岩裸露，都有利于地表径流的汇集。平原区由于第四纪松散堆积物厚度大，组成颗粒粗，有利于大气降水和地表水入

渗和存储，地下水资源比较丰富（见表 5－5）

1. 径流总量的估算及分析北京地区河川径流总量，据 1956—1979 年

（24 年）还原计算所得天然径流总量为 25.993 亿立方米，约年均地表径流量为 26 亿立方米。由于所取 24 年系列中，丰水年多于枯水年和平水年，所以径流总量是偏高的。如果采用 1956—1983 年的资料系列（28 年），其河川天然径流量约为 24 亿立方米左右，此数值从利用上讲是比较合理的。

北京地区年降水量，取 1956—1979 年的资料系列，其值为 626 毫米，全市年降水总量约为 105 亿立方米，径流系数为 24.8％；也就是说，年均降水量中约有四分之一形成地表径流量。如果地表径流量按 24 亿立方米计，其径流系数为 22.9％。各水系年径流量分配见（表 5－6）。

表 5－6 北京地区五大水系天然年径流量表（1956—1979 年系列）

注：每一栏第一行数字为年径流量（亿立方米）；第二行数字为占全市径流总量（25.993 亿立方米）的百分比。

据统计，北京山区年均降水量为 622.5 毫米，折合年降水总量为 64.7 亿立方米，山区年径流量为 18.2 亿立方米，年径流系数为 28.1％；北京平原区年均降水量为 631.7 毫米，折合年降水总量为 40.4 亿立方米，河川年径流量为 7.8 亿立方米，年径流系数为 19.3％。北京山区面积占 62％，径流量却占 70％；平原区面积和径流量分别占 38％和 30％。所以，北京山区河川径流量比较丰富。

1. 各河系产水量分析（万立方米/年·平方公里）河川径流量的多少， 在自然条件（尤其气候条件）变化不太大的北京地区，主要受流域面积大小所控制，一般讲，流域面积大径流量大，相反则径流量小。所以，年径流的绝对量的大小，无法比较各河系产生地表径流量的差异，只有用相对径流量数值（即产流量）才能比较各河系产生地表径流量的不同。所谓年产流量是指平均一年一平方公里流域面积上产生地表径流量（万立方米）。

据（表 5－7）统计，全市平均产流量为 15.47 万立方米/年·平方公里， 山区大于平原，分别为 17.47 和 12.22（万立方米/年·平方公里）。同全国产水量 27.08 万立方米/年·平方公里相比较，北京市产水量只占全国均值57％，所以北京是个少水区，再加人口集中和工、农业发展，对水的需求量大，更感用水紧张，是个比较典型的缺水城市。

表 5—7 北京五大水系产水量统计

单位：万立方米/年·平方公里

注：合计栏第一行为产流量（万立方米/年、平方公里）；第二行数值为每条河产流量占全市平均产流量（％）。

据表 5－7 可得两点结论：其一，山区产水量大于平原区，全市山区平均产水量超出平原区 5 万立方米以上；超出最大的是蓟运河水系约 13 万立方

米，超出最小的是北运河和永定河，在 2—4 万立方米。主要由于山区汇流快， 入渗损失量少，流地产表量大。其二，西部和东北部各河系产水量大于全市均值（15.47），如大清河、潮白河和蓟运河的产水量在 16.70 万立方米/年·平方公里以上，主要是由降水量多少所决定的。西以山区漫水河为中心；北山区以枣树林、八道河、沙峪为中心；东山区以平谷山区东段为中心，是三个多雨中心，年均降水量超过 700 毫米，北山区多雨中心降水在 800 毫米以上。

永定河和北运河产水量低于全市均值，其年降水量均在 600 毫米左右，个别

地区还低于 600 毫米。

1. 地表径流地区分布特征

据（图 5－3）北京市多年平均（1956—1979 年）径流深度等值线图，其地区分布特征可以归纳为以下几点：

1. 山区径流深度大于平原径流深度多水带基本沿山脊东北—西南分布，由多水带向西北、东南两侧径流深度变小。据计算，全市平均径流深度为 154.7 毫米。山区除永定河谷地外，径流深度均在 150 毫米以上，即接近

和大于全市径流深度的均值。永定河谷地的径流深度在 100—150 毫米之间；

延庆县和门头沟区的西北部，径流深度在 100 毫米以下；平原区东南部的径

流深度在 50 毫米以下。百花山、军都山以北的山区和平原区都低于全市径流深度的均值。径流深度地区分布和降水量地区分布特征是一致的（图 5－4）。

1. 三个径流深度高值中心和两片径流深度低值区三个高值中心是：北山区枣树林、八道河中心，径流深度在 300 毫米以上；雁泃河上游（柏崖厂

站）高达 327 毫米以上，也是全市径流深度最大的地区。西山区由猫耳山—

百花山之间的大石河流域，径流深度在 200 毫米以上，漫水河站可达 236 毫米。东部山区径流集中分布在泃、错河间的平谷县山区东段，径流深度也大于 200 毫米。

图 5－3 北京地区多年平均径流深度等值线图（单位：毫米）

（据北京市水资源协作组 1983 年 2 月）

径流深度两片低值区：其一是在延庆库北张山营地区和门头沟清水河以北地区，其值在 100 毫米以下；其二是在平原区兴礼（房山区）—杨各庄（顺

义县）—马坊（平谷县）为径流深度 100 毫米穿过的地区，此线东南部约占

平原区面积的一半，径流深度不足 100 毫米；通县和大兴县的南部，同河北

省交界地区，径流深度在 50 毫米以下，是北京市径流深度最小值分

布区。

图 5－4 北京地区多年平均降水等值线图（单位：毫米） 据 1956—1979 年资料统计（参考北京市水资源协作组资料）

1. 径流同降水地区分布趋势的一致性。本市河流是以雨源补给型为主，大气降水是河流的根本水源，所以径流的地区分布规律受降水分布制约。北京地区由于地质地貌、植被等下垫面因素地区分布的差异性，其降水量形成地表径流量的多少（用百分比表示）是很不一样的。北京市径流系数（％） 分布总趋势是：降水多的地区形成地表径流量的百分比越大；相反，降水少的地区形成地表径流量的百分比越小。具体讲，枣树林—八道河中心区，径流系数大于 40％，这是北京市径流系数最大区。山区高于平原区，以径流系数 20％划界；西山区的大石河流域和东山区的平谷山区东段，径流系数都在30％以上。通县、大兴县的南部边缘区，径流系数小于 10％，即年降水量 90

％以上入渗补给地下水或消耗于蒸发，所以地表径流量形成很少。3.径流的多年变化

河流水资源利用价值的大小，主要决定径流量的多少和径流的变化幅度的大小，所以研究径流的变化规律性也是十分有意义的。

1. 多年平均高差系数 Cv 值（见图 5－5）当 Cv 值大时，说明该地区的径流多年变化幅度大，反之则小。北京地区 Cv 值变化幅度在 0.60—1.10 之间，西山区的 Cv 值大部分在 0.90—1.10 之间，永定河支流清水河流域， 大部分地区在 1.10 以上，这是全市径流多年变化幅度最大的地区。其次是平

谷东部地区，Cv 值在 0.80 以上。北山区绝大部分面积上，Cv 值在 0.60—0.80之间；雁泃河上游的 Cv 值小于 0.60，这是北京市径流多年变化幅度最小的地区。

北京市平原区的 Cv 值在 0.70 左右，西北部的南、北沙河可达 0.80— 0.90，是北京平原的高值区。在平原的东南部边界附近，Cv 值在 0.60 以下， 是平原的低值区。

图 5－5 北京地区多年平均离差系数等值线图（Cv） 据北京市水资源协作组（1983 年 2 月）

1. 据 1956—1979 年 24 年统计系列内全市 1956 年为最大年径流量

76.50 亿立米，1965 年为最小年径流量 9.966 亿立米，其倍比值为 7.7 倍。北运河通州站的倍比值最大，为 81 倍；清水河青白口站和大石河的漫水河站，其倍比值也分别高达 49.4 倍和 33.9 倍。全市年径流量倍比值最小的是永定河的官厅站、三家店站，分别为 4.5 倍和 4.9 倍。潮白河水系的张家坟

（5.2）和柏崖厂（6.5）两站的倍比值也比较小。其次各测站的倍比值都在10—30 倍之间（表 5－8）。

径流的多年变化还可用相对变率来表示：即在统计系列内年最大径流量同径流均值的差，再同均值的比。据（表 5－9）统计结果，全市平均相对变率为 1.90；最大值为清水河青白口站和北运河通州站，分别是 3.08 和 2.91； 最小值为永定河官厅站和三家店站，分别为 0.81 和 1.04。另外，柏崖厂（雁泃河）、张坊（拒马河）和张家坟（白河）的相对率变也都低于全市的均值， 分别为 1.51、1.65 和 1.67；其余各站都大于全市均值，在 2.50 左右。北运河通州站径流量年际变化大，是因为北运河是源于北京燕山南麓，山区面积

小，平原面积大，多雨年份暴雨中心范围广，全流域处于多雨区；少雨年份正处东西两个多雨中心间的雨影区，年降水量更小，所以降水年际变幅大， 影响径流的年际变化大。人为因素是广大平原区引水灌溉消耗量大，少水年灌溉用水多，多水年灌溉用水少，也加大了径流量的年际间变化幅度。清水河的青白口站，多雨年份的西山多雨中心包括清水河流域的大部分地区；少雨年份西山多雨中心在大石河流域，清水河正处于山后的雨影区，年降水量更小，所以年降水量变化幅度大也必然影响到径流年际变化大。

（ 3）年径流多年变化的统计规律据表（ 5－10）中，统计保证率 25％ 时年径流量为 32.6 亿立方米， 1956 年径流量却为 76.5 亿立方米，其保证

率相当 1％（即 1956—1981 年 26 中出现百年一遇的标准），所以用 24 年资料统计径流量的多年变化必然加大其变化幅度。

据统计，1965、1971、1975、1980 和 1981 年五年径流量分别为 9.97 亿立方米、11.84 亿立方米、11.26 亿立方米、9.94 亿立方米和 12.47 亿立方米，其保证率相当 95％和 99％（即年径流量为 10.12 亿立方米和 9.09 亿立方米）。说明 26 年统计系列中，接近和相当 95％和 99％保证率的年径流量达五年之多，所以 26 年系统缺乏典型性，均值偏高，年际变化幅度大。

从（表 5－10）还可进一步分析，山区变化小平原变化大。山区：保证率 75％和 95％的年径流量为 10.0 和 6.92 亿立方米，实测径流量最小的 1980 年为 7.38 亿立方米，介于 75％与 95％之间，年际变化是偏小的。平原：保证率 99％的年径流量为 2.90 亿立方米，实测最小的 1965 年径流量为 1.67

亿立方米，1980 和 1981 年的径流量都低于 2.90 亿立方米，分别是 2.56 和

2.69 亿立方米；即 26 年统计系列中有 3 年径流量低于 99％的保证率的标准， 说明平原区径流年际变化大。

再进一步分析主要水文站统计保证率资料（表 5－18）

①潮白河的张家坟和柏崖厂，保证率为 95％时，年径流量分别是 3.62

和 0.108 亿立方米，同 24 年统计系列的资料相吻合。潮白河干流的密云水库和苏庄站，由地处平原区入渗量和蒸发量都大于山区站，加大了径流量的年际变化幅度，统计中 62 年系列 95％年径流量为 4.02 和 4.78 亿立方米，都高于实测最小年的径流量（2.83 和 3.35 亿立方米）。显然平原区年径流量变化幅度大。

②北运河的通州站，1956—1979 年 24 年统计系列中保，证率 25％年径流量为 5.75 亿立方米，实测 1956 年为 15.1 亿立方米（相当 1％—0.5％）。

保证率 95％年径流量为 0.926 亿立方米，可是实测最小的 1965 年为 0.186 亿立方米，相当 0.2％（五百年一遇）的标准。说明通州站 24 年统计系列中， 丰水年特丰和枯水年特枯的大幅度变化规律。

表 5—8 北京市选用站天然年径流量特征值统计表（日历年）

表 5－9 北京主要站相对变率统计表

注：资料统计年限 1956 — 1979 年（ 24 年）

表 5－10 北京市不同保证率径流量成果统计表

表 5—11 北京市不同保证率年降水量成果统计表

注：*—**这行数据为 1956～1979 年 24 年平均降水量。

③永定河和大清河两水系各站，年径流的变化幅度介于潮白河和北运河两水系之间，年径流量变化也是比较大的。

1. 径流的年内分配

河川径流水资源利用价值大小，除径流量大小和多年变化幅度两个条件外，还决定径流年内分配是否均匀；一般讲，年内分配比较均匀则利用价值大，反之则利用价值小。北京处在暖温带半湿润季风大陆性气候区，冬半年寒冷干旱，夏半年温热多雨为其特点。所以北京地区河流为雨源补给型，径

流的年内分配是不均匀的。下面由月、季两种分配特点进行分析。

1. 月分配特点北京地区最大月径流量出现在 8 月份，占全年径流总量

的 30—42.9％；最小月径流量一般出现在 5 月份，占全年径流总量的 1.0—

3.1％。最大月径流量同最小月径流量的比值在 10—40 倍之间。所以，北京地区径流年内月分配是很不均的，春季干旱河床水流很少，甚至一些支流干涸断流；夏季洪涝灾害经常发生，对工农业生产十分不利。径流年际变化大的北运河水系通州站，年内月分配也是全市最不均匀的、变化幅度最大的河流（见表 5—12）。

北京地区连续最大四个月径流量出现在 7—10 月，径流量占全年总量的66.3—77.0％，其余 8 个月径流量仅占全年总量的 23—34％。

1. 季分配特点北京地区径流年内季分配也是很不均匀的，夏季（6—8 月）占

   50—60％，秋季（9—11 月）占 25％左右，两季占 75—85％，其余冬、春两季只占 25—15％，

表 5-12 北京主要水文台站月分配统计表

注：括号内数字为占全年径流量的百分比。

表 5-13 北京主要水文站季分配统计表

尤其春季（3—5 月）仅仅占 4—10％（见表 5－13）。

北运河通州站夏季占 60.1％，春季占 3.9％，两季比值为 15.4 倍；其余各站夏、春两季比值在 5—10 倍之间，所以通州站季变幅度也是全市最大的。

1. 河流泥沙（亦称固体径流）

河流中泥沙量主要受地质地貌、气候水文和土壤植被等自然因素，以及人类活动等诸条件的控制。北京地区正处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， 北京河流含沙量和侵蚀模数都大于我国东部其他地区。例如，永定河官厅和三家店的多年平均含沙量都超过 40 公斤/立方米，最大含沙量达到 450 公斤/

立方米左右。潮白河水系多年平均含沙量在 1.50—5.5 公斤/立方米之间；最

大含沙量大于 80 公斤/立方米（白河），最小的也在 20 公斤/立方米左右（清

水河）。源于北京市内的河流，一般含沙量小于 1 公斤/立方米，最大含沙量也小于 20 公斤/立方米，（表 5－14）。

由于河流泥沙量的多少和运动变化规律是由下垫面因素和气象水文动力条件所决定和制约的，所以，河流含沙量同河川径流量成正相关。北京地区河流以 6—9 月份含沙量最多，一般占全年总输沙量的 80％以上；最大月含沙量出现在 7 月（拒马河出现在 8 月份），一般占全年总输沙量的 40％以上。冬季 12—2 月是河流含沙量最小，中小河流有 6—8 个月为清水流，无含沙量存在（见表 5－14）。

河流泥沙的侵蚀模数是平均每平方公里流域面积一年中所侵蚀泥沙量的吨数。通过河流泥沙侵蚀模数可以反映其地区分布特征，据表 5－15 所统计

结果，说明以下几点：其一、北京地区的河流侵蚀模数是偏大的，大河干流一般在 100 吨/平方公里·年以上，支流也在 60 吨/平方公里·年以上，是我国东部侵蚀模数最大的地区。其二、永定河侵蚀模数最大（537.5 吨/平方公里·年），其次是白河和拒马河，分别为 258.8 吨/平方公里·年和 220 吨/ 平方公里·年。其三、一般的山区侵蚀模数大，平原侵蚀模数小。因为山区纵比降大于平原区，所以山区侵蚀、切割、搬运能力强；平原河流携带能力弱。北京河流泥沙状况基本符合上述规律。温榆北运河水系通州站，其侵蚀模数高达 138.9 吨/平方公里·年，主要因为该流域人类活动频繁，山区植被破坏严重，再加上城镇垃圾倾倒河床，既污染地表水又加大含沙量。

1. 河流冰情

一般讲，河流水温的高低和能否结冰主要决定于太阳辐射和大气回辐射，其次是河流的补给源、水量、流速和河水深度。北京地处北半球中纬（40 度左右）地区，属于暖温带半湿润、半干旱大陆性季风气候，其特点是冬季寒冷干燥，夏季高温多雨。所以，北京地区的河流在冬季河水低于零度摄氏度，存在结冰现象。

河流结冰现象可分为初冰、封冻、解冻和终冰四种情况。据表 5－16 所统计的资料，可以说明以下几个特点：

1. 一般讲，北京河流初冰起始时间在 11 月底或 12 月初；终冰时间由

2 月中旬到 3 月下旬。冰期时间一般在 80 天—100 天，最少是 74 天，最多是

122 天。

1. 一般讲河流封冻的起始时间在 12 月初至 1 月初，解冻时间各河不

同，且差异较大，最早在 1 月下旬，最晚在 3 月中旬。所以，河流封冻时间

一般在 40—70 天；最多封冻天

表 5－14 北京主要河流悬移质含沙量统计表

单位：公斤/立方米

资料来源：《北京市地表水资源》北京市水利局 1985 年版

表 5-15 北京主要河流侵蚀模数统计表

资料来源：《北京市地表水资源》北京市水利局 1985 年版数为 77 天，

最少则仅为 31 天。

1. 从冰情和封冻天数讲，一般山区大于平原，如通州站分别为 49 天

和 74 天，漫水河站为 31 天和 80 天；则青白口站分别为 47 天到 88 天。另外

是前山站时间短，后山站时间长；如白河张家坟站封冻期 77 天，冰情期为

122 天，也是北京市河流水文观测中冰期和封冻期最长的。

1. 北京市河流最早初冰为 10 月底到 11 月底，最晚终冰为 3 月初到 3

月底。北京市河流绝对初冰和终冰时间最长的是张家坟站，为 159 天；绝对

初冰和终冰时间最短的是张坊站，为 103 天，两者相差 56 天。其余各河绝对

初冰和终冰的时间，一般 120 天左右。

1. 关于河流中心区冰厚的统计资料不全，仅有五个站观测有冰厚资料，平原区比山区厚度小，前山区比后山区厚度小，一般厚度在

   0.28—0.56 米之间。

由于水库为静水面，一般冰期、封冻的时间长于流水河床。