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滹沱河为海河流域子牙河系两大支流之一，发源于山西省繁峙县五台山北麓，穿越太行山进入河北省平山县境，东流至献县，与滏阳河汇合后入子牙河。滹沱河全长587km。流域面积24690平方公里，流域内有岗南、黄壁庄两座串联型大型水库，总控制面积23400平方公里，总库容27.81亿立方米，其中岗南水库总控制面积15900平方公里，总库容15.71亿立方米，岗南水库下游28公里处有黄壁庄水库，岗南、黄壁庄区间面积7500平方公里，总库容12.1亿立方米，主要控制冶河和岗南水库放水。
滹沱河支流较多，呈羽状分布于中上游山区。流域地形分盆地、山区、丘陵、平原四种类型，最高峰五台山海拔高程3058m，最低处献县子牙新河进洪闸闸底高程7.0m，流域内南庄以上为忻县盆地，河床宽浅、坡度平缓，两岸黄土砂砾沉积很厚，为滹沱河泥沙主要来源。东冶至王母（小觉下游）属山区地形，南庄以下河道穿过滹沱河山峡，两山对峙，河宽约百m，坡陡流急，至河北省境内河床逐渐开阔，坡度变缓。王母至黄壁庄属丘陵地形，两岸黄土分布较广，河床坡度平缓。黄壁庄以下进入华北平原，河道骤然展宽。
流域植被以五台山区、深山迎风区覆盖率较高，浅山迎风区次之，背风区黄土坡地植被率最低。本区天然植被种类主要有榆、柳、槐等落叶树以及少量针叶树，本区土壤类型是褐土。
流域内最大支流为冶河，黄壁庄水库主要承接冶河来水。冶河有两大支流甘陶河和绵河，甘陶河发源于山西省和顺县，流经昔阳县泉口控制站进入张河湾水库，张河湾水库位于两省交界处，总控制面积1879平方公里，绵河发源于山西省寿阳县，流经阳泉进入河北省地都控制站，总控制面积2521平方公里，冶河控制站平山站以上的集水面积6420平方公里。
冶河流域多浅山丘陵，植被差，岩石裸露，石灰岩分布较广，有丰富的岩溶裂隙水。娘子关与威州一带，分布着泉群，60、70年代娘子关泉群多年平均泉流量13.5立方米每秒，地下水丰富，与地表水的补排关系复杂。
流域地处东亚温带气候区，多年平均降雨量在地区上相差较大，在岗南水库上游游两个暴雨中心，一是营里河神堂关，多年平均降雨量663.4mm，二是险隘河狮子坪、王岸一带，多年平均降雨量614mm，岗南、黄壁庄区间暴雨中心在吴家窑，多年平均降雨量600mm，从神堂关向东、向西逐渐减少，献县529.5mm，繁峙399.2mm。降雨量的年际变化很大，例如吴家窑1956年年降雨量为1705.5mm，1972年仅为243.7mm，相差近7倍。流域内降雨量年内分配很不平均，多年平均降雨量80%以上集中在汛期6～9月。流域内暴雨常发生在太行山迎风区。1956年暴雨中心发生在本流域的狮子坪，三日雨量达747mm，1963年暴雨中心虽发生在滏阳河流域，但本流域暴雨也很大，岗黄区间三日雨量600～800mm，1996年8月河北大暴雨，暴雨中心在冶河中下游，吴家窑三日雨量达583.1mm。24小时雨量达510.9mm，岗南天然年径流均值13.2亿立方米，黄壁庄天然年径流21.1亿立方米。
属于海河水系滹沱河支流，故称“鲜虞”，发源于五台山的紫霞谷及东台沟，经金岗库，石咀，耿镇，石盆口，胡家庄，与坪上汇入滹沱河。全长104公里，河宽50至100米，平时水宽5米，水深0.5米，流速每秒1.2米，年径流量25500万立方米。汛期在7至9月间，每年有较大的洪水期3至7次，每次持续5至7天，水宽120米，水深2.5米，流速每秒2.5米，百年一遇最大洪峰每秒2800立方米。河床较陡，均系沙砾石，两岸靠山，下游多为断崖绝壁。结冰期为12月至次年3月，冰厚0.7米。
属海河流域子牙河水系滹沱河一级支流，发源于原平市西部，上游分南北两大支流，南北两支于轩岗镇马圈村东口处汇为阳武河干流，河道至大林乡上申村主河道又一分为二，流经南阳店村北再次汇入滹沱河，河道全长72.6km，流域面积972km²。
发源于云中山，属海河流域子牙河水系滹沱河的一级支流，忻府区境内长58公里，流域面积约计800平方公里，自米家寨出山后，分为南北云中河。南云中河经沙洼、东冯城、播明、曹张到定襄注入滹沱河，南云中河干流全长36.5公里，流经忻府区及定襄县，流域面积317平方公里，是忻州市经济和社会发展的核心区域；北云中河经石家庄、唐林、秦家庄至原平入滹沱河。
发源于阳曲、忻州、静乐交界的白马山南麓，于本区西南自西向东折向北东方向，流出本区于定襄县蒋村东北汇入滹沱河，干流长118.3公里，市域内长度63公里，河流主要以雨雪水补给，流域面积751平方公里，牧马河的最大年平均流量为2.89立方米/秒，最小年平均流量为0.085立方米/秒，多年平均流量为0.93立方米/秒，一年内最大断流时间为250天，多年平均断流时间94天。
发源于阳曲县凌井店乡黄龙头、八眼井、里虎山，东北流经凌井店、大方山，于东郭湫出境人盂县界，旋向北流与一鸟河相汇注入滹沱河。全长76公里，河床系砂石底质:河床宽度原为70米一100米，经八十年代治理后，河床变窄。流域面积1170平方公里。年清水流量为0.4立方米/秒。上游属季节性河流，下游属常流河。
1969年该院根据水电总局要求，对滹沱河干流中段（自山西定襄县东冶镇至黄壁庄）进行水电资源规划选点，7月提出《选点报告》，区选出坪上、岭子底、七东、峪口、工上、秘家会6个水电站址。其中坪上、岭子底及七东在山西境内，峪口电站拦河坝在山西，引水隧洞跨晋冀两省，厂房在平山境内。各梯级基本为低坝引水式开发，日调节水库，隧洞引水，装机容量6000～1万千瓦，年发电量2440～4080万度，总投资855～1375万元。秘家会电站为地下厂房，其余五个电站为地面厂房。工上电站（短洞方案）及秘家会电站装机容量均为8000千瓦，年发电量分别为3030～2940万度，总投资分别为855～1015万元。规划中把坪上、工上、秘家会列为首期开发。
1949年以前，境内万亩以上自流灌区，有原平县阳武河灌区和定襄县水渠及繁峙县羊眼河灌区，其它清水河流上，只有零散渠道，灌溉面积小。1949年10月以后，各县在原有水利工程的基础上，进行改建和扩建，全面配套。1950年代先后建成忻县牧马河灌区、石北灌区，原平县永兴河灌区，忻县云中河灌区，定襄县池泉灌区，岭县北大河灌区，代县峪河灌区，定襄县云南灌区，代县茂河灌区、中解灌区、峨河灌区，五台县小银河灌区、滤泗河灌区，原平县长乐河灌区，繁峙县繁峙灌区、龙山灌区，五寨县南峰灌区等。so年代先后建成繁峙虎山灌区、孤山灌区，原平县间河灌区。1970年代先后建成繁峙县红卫灌区、代县灌区。1988年，全区有万亩以下自流灌区25个，固定渠道总长8202.9公里，其中已防渗长度1866.6公里，有效灌溉面积128.46万亩。另有小型自流染道2081处，千染总长1636.61公里，有效灌溉而积14.58万亩。
1956年在忻县南高村开始试修一座小型水库。1958年“大跃进”开始，至1960年代修建大批水库，70年代初还有少数水库扫尾工程。截至1988年，全区建成大中型水库6座，即原平观上水库，忻州米家寨水库、双乳山水库，繁峙下茹越水库、孤山水库，五台唐家湾水库等。这些水库均修建在滹沱河干流和支流上，总控制流域面积2384平方公里，总库容9058.0万立方米，兴利库容4752.0万立方米，有效灌溉面积30.29万亩。
滹沱河历史上名称多异。《山海经》名滹池。《礼记》称作恶池或?m池。《周记》作乎池亦作滹池。《汉志》都作滹沱。《史记》称滹它河也作亚沱。《水经注》叫滹沱。韩非《初见篇》称呼沲。《法言?五子篇》称恶沱。《隋图经》魏改为清宁河。滹本为呼或滹，即呼啸之意，沱即滂沱。滹沱河由山西高原东下突入平原，纵坡陡峻，水流湍急，经常泛滥成灾。因此，历史上称作恶池、滹池、滹沱，都是取水流急凶猛之意。称滹沱河至少是在汉代。滹沱河原于山西，归于河北，水性湍悍，土疏善崩，壅决无常，迁徙靡定。上流虽设堤防，也经常淤漫。在山区穿行峡谷，囿于地形，很少变动；进入平原则改道频繁。
滹沱河流域位于东经122°16′至116°6′，北纬37°27′至39°25′。流域内山高谷深，流域界限分明，北界大清河及永定河流域，西依云中山与汾河分水，南沿太行山与滏阳河诸支流相邻。总流域面积27300平方公里。其中境内集水面积6700平方公里。汇入滹沱河的支流有72条之多，其中流域面积大于100平方公里的有27条。支流以冶河最大，清水河次之。各支流均以干流为主轴，从两岸交互流入。支流分布在岗南水库以上呈羽状，黄壁庄水库以上为扇形。进入平原则呈带状。由于各支流分布呈肋枝状，故俗称"滹沱河有72肋枝河"（《子牙河流域查勘报告》）。各支流除周汉河地处平原，其他支流都集中在山区丘陵地带。滹沱河流涉及境内耕地面积213.94万亩，人口151.94万人。
滹沱河流域的地势，西高东低，逐渐下降。流域上游山势巍峨，山高川大，山峦重叠，地形崎岖复杂。自五台县神喜穿太行山峡谷东行，河道弯曲。地貌以中山、低山、丘陵、盆地、河谷相互交错，在地形地貌上独具特点。基岩山区，海拔高程在1500米左右，为构造运动长期隆起区，侵蚀和剥蚀作用剧烈，形成山势陡峻，山体突出，山体岩性大部为花岗岩、片麻岩、灰岩、砂岩和少量石英岩、正常岩、云母岩等。山前黄土丘陵区，为山地与平原间的过渡带，近山坡处冲沟发育，但因河道滚动，河谷深切，往往形成高出河床数十米的古阶地。主要分布沿河地带，为宽阔平坦的漫滩，属河谷冲积平原。
