李江海
北京市位于华北平原北部，西北高，东南低，其西部为属于太行山余脉的西山，北部为属于燕山山脉的军都山，两山在南口关沟相交，并环绕着平缓向东南方向的渤海湾倾斜的北京冲洪积平原（李婧等，2007；赵勇等，2015）。北京山区面积约占总面积的62%，平原区面积约占总面积的38%。北京市森林覆盖不均匀，森林整体集中在北部及西南部海拔相对较高的地区，主要为温带落叶阔叶林，间有针叶林分布。
北京市平均海拔43.5米，北京平原的海拔高度在20～60米，山地一般海拔1000～1500米。永定河、潮白河、温榆河自西北向东南蜿蜒而过，奠定了前挹九河，后拱万山的地形。北京市西北高，东南低，西部为属太行山山脉的西山，北部和东北部为属燕山山脉的军都山，两山在南口关沟相交，形成一个向南展开的半圆形大山弯（赵勇等，2015；贺瑾瑞等，2016）。北京西山与城市平原组成了北京地区基本的地貌格局，一般认为呈北东走向的黄庄-高丽营断裂是两者的边界，界线截然，这一特征也成为华北中部太行山脉、华北平原和太行山东麓断裂的缩影（渠洪杰等，2016）。
北京市水资源包括五大水系和85座水库，主要河流包括属于海河水系的永定河、潮白河、北运河、拒马河和属于蓟运河水系的泃河，这些河流都发源于西北山地，乃至蒙古高原。大型水库包括官厅水库、密云水库等。
永定河，古称“漯水”（《水经》）。永定河是北京的母亲河，全长548km，上游汇集了桑干河、大洋河等多条河流。永定河切穿北京西山，连通延庆盆地和北京平原永定河从晋北高原山地发源，流经大同盆地，从黄土高原奔腾而下，经过泥河湾，向南穿过太行山脉，流过北京城西海拔50m左右的山麓平原，最终汇入海河经天津入渤海。
北京平原地处华北平原上西北缘的太行山前冲积扇前缘，是山前冲、洪积作用形成的缓倾斜平原，总体西北高，东南低，平原区主要由永定河、潮白河等河流的冲、洪积物堆积塑造而成。平原西部和北部是山区，山区坚硬的岩石裸露，地势高耸。北京平原的松散冲洪积物分布广泛，厚度变化很大，从西北山前到平原由几十米到数百米，在沉积凹陷中心最厚达一千余米（蔡向民等，2013）。坚硬的岩层和断裂隐伏在松散的冲积物下。
北京平原系由永定河、温榆河、潮白河等携带的泥沙所填积而成，其中，以永定河和潮白河的冲积平原为主，约占整个平原面积的70% 以上。海淀位于处于永定河冲积扇和潮白河冲积扇之间的低湿洼地-丘陵上。北京西山与城市平原组成海淀区基本的地貌格局。区内有主要有永定河，属海河流域（张超等，2008）。
北京平原区可以划分为山前岛状残丘区、大清河冲洪积扇区、北运河洪积扇群区、永定河冲洪积扇区、潮白河冲洪积扇区、蓟运河冲洪积扇区等六个地质环境系统（吕金波等，2017）。
华北平原及其邻区数值高程图（杨吉龙等，2016）
北京市数值高程图(DEM)（李江海等，2019）
大同—阳原盆地地形素描图（李润兰等，2000）
华北平原北部-太行山区的主要水系分布简
北京水系分布图（赵兴龙，2018）
对北京城影响最大的河流系统为永定河水系。永定河发源于山西省宁武县管涔山，流经山西省朔州、大同，河北张家口地区，北京市延庆、门头沟、房山、丰台、大兴五区，再经河北廊坊、天津武清汇入海河，流至渤海，全长747公里，流域面积4.7万平方公里（吴文涛，2017）。永定河跨越了晋北高原与华北平原两大地理单元。永定河冲积扇及其古河道的地层结构，还控制了北京市湖泊的及地下水的平面分布特征（蔡向民等，2013），形成了西部的泉水洼地、东部的古河道残留水体等不同类型的湖泊。
永定河形成以来受地质运动的影响不停地迁移，据研究其共有古金沟河、古清河、漯水故道、无定河、浑河和三海故道。总体上，这些古河道由北向南移动，改道后的古河床多被新的冲洪积物填埋，没被填埋的古河道则积水成湖。当今的积水潭、什剎海、北海、中南海等都是古河道洼地积水成湖的（蔡向民等，2013）。历史上永定河、潮白河、北运河曾多次发生洪水，永定河曾决口漫溢146次，改道10次，并曾5次水袭京城（王振宇，2016）。
北京市永定河地理略图（据互联网资料）
永定河冲积扇及其古河道的地层结构，控制了北京市湖泊及地下水的平面分布特征（蔡向民等，2013），形成西部的泉水洼地、东部的古河道残留水体等不同类型的湖泊。北京西部富含地下水的砂砾石与东部粉细砂和粘土互层的阻水结构的界线清晰，可以称为湖泊线，是北京平原一条重要界线。昆明湖、福海（圆明园内）、万泉庄、紫竹院湖、玉渊潭、莲花池、水头庄等湖沼都分布在邻近该线以西的位置。这些湖泊附近都曾有泉水涌出，所处的地质背景和地质条件类似（蔡向民等，2013）。
北京西部的地质地貌立体示意图（蔡向民等，2013）
永定河洪积扇的东西向地质剖面图（蔡向民等，2016）
永定河冲积扇水文地质剖面图（周圆心等，2019）
北京平原历史上湖泊众多，现在湖泊的格局大体上从上新世末永定河形成以后逐渐形成。特别是全新世，华北地区当今的地貌已经形成，北京平原上永定河、潮白河、温榆河等主要河流的河道已总体上逐渐稳定下来，北京平原的主要湖泊已经形成（蔡向民等，2013）。北京湖泊的成因按湖水来源不同可分成两类：一类是泉水洼地成因，另一类是古河道成因。
西部富含地下水的砂砾石与东部粉细砂和粘土互层的阻水结构的界线清晰。上述界线可以称为湖泊线，是北京平原一条重要界线。昆明湖、福海（圆明园内）、万泉庄、紫竹院湖、玉渊潭、莲花池、水头庄等湖沼都分布在邻近该线以西的位置。这些湖泊附近都曾有泉水涌出，所处的地质背景和地质条件类似。以昆明湖、福海、万泉庄、紫竹院湖、玉渊潭、莲花池和水头庄地区较典型（蔡向民等，2013）。
北京城湖泊展布与单一砂砾石层分布图（蔡向民等，2013）
北京市西南部永定河冲积扇及其相关的全新世活动断裂分布图（图源：《北京历史地图集，侯仁之，1988》，据吴文涛，2020，互联网资料）
温榆河（北运河）发源于军都山南麓（万金红，2017），长度为几十千米（蔡向民等，2014），是北京平原北部一条重要的河流，其上游汇集西山、军都山山谷中的众多水流，在昌平沙河镇附近又有南沙河、北沙河、东沙河和清河几条支流汇集流向东南，在通州与通惠河相汇（易名北运河），最终汇入海河注入渤海。
“三山五园”是对位于北京西北郊、以清朝“三山(香山、玉泉山、万寿山)五园(畅春园、圆明园、静宜园、静明园、清漪园)”皇家园林为代表的各历史时期文化遗产的统称，该地区属永定河冲积而成的小平原，地形起伏明显，具有洼地和台地两种地貌，丰富多变的地势和丰沛的水源，造就了该地区水田作物和园林景观（孙艳芝等，2021）。
三山五园位于北京湾西北部，其丰富的水源和这里的地形地貌是密切相关的。三山五园地区的西部和北部都是太行山余脉，而东南则是平原，这种西北高、东南低的地形，使来自东南的潮湿空气在山前受阻，形成降雨，雨量丰沛，而且西山一带多石灰岩，溶洞较多，透水性强，容易形成山泉，如香山诸泉、玉泉山诸泉、金山泉水等；三山五园地区的平原地带曾是大约7000-5000年以前的永定河古道流经地，构成地下水溢出带，地下水丰沛；三山五园地区地势低洼，畅春园一带曾经是巴沟低地所在，平地泉涌，如万泉庄泉水。三山五园地区的水源来自两个水系：即从西部山区东来的玉泉山水系；从巴沟低地北流的万泉河水系（赵连稳，2015）。
北京的潜水溢出带示意图（图源：《北京历史地图集，侯仁之，1988》）
万泉河水系源于其西南部的巴沟低地上游，巴沟低地是古永定河北去的故道，海拔比昆明湖还要低。泉水顺地势自南向北流经巴沟桥汇成万泉河，然后注入丹棱沜，由丹棱沜再往东北流进清河（赵连稳，2015）。
海淀地处西山山脉与平原的过渡地带，地下水源充足，泉水密布，在西山的映衬下，青山碧水，一派江南水乡的景色。早在辽金时期，海淀一带即有人在此建设园林。元朝建元大都城，重开金口河，导卢沟水，完竣通惠河。明朝在元大都基础上进行了大规模扩建，修建护城河。清朝康雍乾时期，利用前人兴修水利的成果，陆续对三山五园地区的水系进行大规模人工改造，疏浚昆明湖和万泉河，整合玉泉山上游泉水。这一次整治也是自元、明以来对西北郊水系规模最大的一次整治（蔡昂等，2016）。
至明代，已有大量的官宦人家在此兴造园林，明清以来多有文人骚客赋诗作画，赞美西山风景（王凡等，2016；李睿等，2018）。乾隆年间，既是三山五园地区的水系发生重大变化的时期，又是基本形成时期，之后基本上维持这个格局，没有大的改变（赵连稳，2015）。
北京古城周边的山脉及其历史上的主要水系分布示意图（据互联网资料）
金中都水系分布图（李晶，2021）
公元前20000-公元前7500年前，京津冀平原上的河流基本形成。公元前7500年前-公元前3000前的全新世中期，京津冀平原除去山前冲积扇以外，大部分地区，河网密布、河流众多（万金红，2017）。
北运河，介于永定河与潮白河之间，是京杭大运河北端的一段，是历史上始于隋开凿的人工漕运水道。通州以上称温榆河，以下称北运河。温榆河发源于军都山南麓，在沙河镇后称温榆河。河流全长238千米，流域面积6166平方千米（万金红，2017）。温榆河是北京平原北部一条重要的河流，其上游汇集了西山、军都山山谷中的众多水流，在昌平沙河镇附近又有南沙河、北沙河、东沙河和清河几条支流汇集流向东南，在通州与通惠河相汇易名北运河最终汇入海河注入渤海。温榆河的长度为几十千米（蔡向民等，2014）。
温榆河南口至百善一带最早的新生代沉积物产生于早更新世，温榆河的形成时间应是早更新世早期。温榆河在温榆河河谷内不断迁移，受断裂控制河床的迁移被限制在南口—孙河断裂的下降盘一侧。在南口至马池口一带因南口—孙河断裂上盘下降，形成深达数百米的凹陷，沉积巨厚的松散沉积物。在凹陷范围内长期存在一个湖泊，温榆河是该湖泊的泄水通道。在昌平区冷泉、辛庄、高里掌和辛力屯一带，发现地下几米处见有含螺贝壳的泥炭层，泥炭层底部14C年龄(9930±150) a，顶部泥炭层14C年龄约3 ka。说明该湖泊10 ka前湖水较浅，适合水生植物生长，随后湖水逐渐消退。湖水的完全消失距今不到3 ka的时间。温榆河的形成时代虽然很久远，但是河道不断变迁，今天温榆河的面貌还很年轻（蔡向民等，2014）。
温榆河流域地质简图（蔡向民等，2014）
民国时期海淀周围地形略图（图源：《北京历史地图集，侯仁之，1988》，据互联网资料）
海淀附近聚落分布略图（侯仁之，1951）
北京平原区水系变化图（付颖，2014）
通过数字化和遥感解译得到1910年代、1950年代、1980年代和2000年代北京市四期地表水体空间分布数据
北京市水系分布图（据互联网资料，地理监测云平台）
本文根据李江海，2024，中国地质学讲义
节选
推荐关注
