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一、北京市的地貌特点
北京市地处华北平原。地理坐标为东经115°25′-117°30′，北纬39°26′-41°04′。靠近渤海湾与辽东半岛、山东半岛相邻，占地面积1.641万平方公里，地势整体上西北高、东南低。西部、北部和东北部三面环山，北京西部为西山属太行山脉；北部和东北部为军都山属燕山山脉；东南部是一片缓缓向渤海倾斜的平原。北京位于燕山山脉和太行山交汇处，北京境内的西部山区统称北京西山，属太行山的余脉，最早记录在秦代《吕氏春秋》中的九山（吕金波，2020）。
内蒙古高原东南部地貌数值高程图 （地图帝） 
大同—阳原盆地地形素描图 （李润兰等，2000） 大同—阳原盆地即山西大同盆地和河北阳原盆地，总面积约10000km2。桑干河自西向东流经盆地，出石匣注入怀涿盆地与洋河汇合成永定河北京西山地处北纬40°和经度116°的交汇部位，是太行山脉东北缘的山地。北京西山的北界为居庸关的关沟，这是一条略向西偏、近南北向的通道，南端始于北京昌平区南口，向北经过居庸关到八达岭关，是北京通往河北和内蒙古草原的重要通道。在古代，横穿太行山的重要通道有八条，称为太行八陉，关沟是太行山最北端的通道，被称为军都陉。军都陉同时也是燕山与太行山脉的分界线，东侧为燕山山脉，西侧为太行山脉。北京西山的南界是房山区与河北省涞水县的边界。因此，北京西山包括了门头沟全境和房山、石景山、海淀、昌平等区的部分山地。北京西山区域内的最高峰百花山海拔1991m，西界以外的小五台山高达2882m。永定河从西北向东南穿过西山，流过北京城西海拔50m左右的山麓平原，汇入海河经天津入渤海。区域自然环境受东亚季风控制，具有明显的季节性和垂直分带性（吴锡浩等，2003）。
华北平原及其邻区数值高程图 （杨吉龙等，2016） 
北京西部的地质地貌立体示意图 （蔡向民等，2013） 
北京全新世地层等厚线图 （罗明辉等，2007） 
华北平原北部-太行山区的主要水系分布简图 （据互联网资料） 
华北山地晚更新世以来水系图 （吴忱等，1996） 北京地处华北板块中部，位于北东向太行山隆起东北端，东邻华北平原，北邻近东西向的燕山山脉，在第四纪时期处于间歇性抬升的新构造运动的环境中，主要特点是以大面积总体差异性升降运动为主导（石莹等，2013）。北京构造错综复杂、地貌类型多样，地貌形态对比鲜明，主要由西部和北部山地、东南部平原三大地貌单元构成。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DEM高程图 （数据引自地理空间数据云，分辨率30m） 
北京市地貌类型分布图 （国家地理监测云平台，分辨率90m） 
北京西山地理位置图 （张茵，2009） 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）。北京地跨华北平原断坳区和燕山-太行山-内蒙高原断块隆起区两个构造单元，新构造运动强烈，活动断裂发育（陈成沟等，2017）。北京平原区下伏基岩埋深变化较大，被多条断裂切割，主要的第四纪活动断裂有北东（北北东）向的黄庄—高丽营断裂、顺义断裂、南苑—通县断裂、夏垫—马坊断裂和北西向的南口—孙河断裂。由于受到新构造运动的影响，在平原区范围内形成一系列第四纪沉积凹陷中心，如马池口、后沙峪、俸伯、平谷等，第四纪沉积物最厚达1000余米（雷坤超等，2016）。
北京平原区地质环境背图 （雷坤超等，2016） 北京平原位于华北平原西北部，地势为西北高、东南低，由山前向南、东南倾斜(北京市地质矿产勘查开发局等，2008)，总体为北北东走向，西起北京西山，北至燕山南缘，南到河北涞水一线，长约120km，宽18～26km，为中-新生代沉积拗陷,受北东向及北西向断裂活动的影响（罗明辉等，2007）。地形从西北山区向东南平原呈阶梯状下降，在地貌上依次表现为中山、低山、丘陵、冲洪积扇、基岩孤丘和山前平原（汪良谋等，1990）。北京平原区由5大水系联合作用形成的洪冲积扇群构成，受全新世以来构造运动的影响，永定河由北向南迁移，表现出冲积扇的移动叠加（赵龙等，2018）。北京拗陷是介于京西隆起和大兴隆起之间的中、新生代拗陷。在纵向上由几个相间排列的凹陷和凸起组成。中生代沉降中心表现出由北向南迁移，新生代以来则表现出自南向北迁移。北京拗陷的中段和南段表现出间歇性均匀抬升性质，北段垂直差异运动明显（汪良谋等，1990）。
北京平原区北西-南东向剖面示意图 （渠洪杰等，2016） 二、北京市的水系及水库 北京西山从北向南依次分布永定河、大石河和拒马河3条河流，其中大石河形成时代最新。大石河是北京西山发育的一条未侵蚀至分水岭的河流，其阶地发育特征代表了北京西山隆升的发展过程。大石河在中更新世早期初始发育，600ka以来，大石河流域山区隆升速率约为 0.96mm/a（郑桂森等，2017）。永定河从西北向东南穿过西山，流过北京城西海拔50m左右的山麓平原，汇入海河经天津入渤海。北京山区的河流保持了曲流很大的老年期河流的特征。而北京平原的河流较为平直，说明北京山区的准平原化过程远比现在的北京平原长得多。北京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。北京没有天然湖泊，北京市有水库85座，其中大型水库有密云水库、官厅水库、怀柔水库、海子水库和十三陵水库。其中，永定河补给官厅水库，潮白河补给密云水库和怀柔水库，蓟运河流经海子水库，北运河流经十三陵水库，官厅水库、密云水库、怀柔水库为主要饮用水水源。
北京市主要水系及周边山脉分布草图 （据互联网资料）
北京市的水系及重要水库分布图 （据互联网资料）
北京市及其邻区水系分布图 （据互联网资料）
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（万金红，2017），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。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）
北京的潜水溢出带示意图 （据《北京历史地图集》） 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）。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。
大石河流域区域地质略图 （郑桂森等，2017） 1-新太古界；2—长城系；3—蓟县系；4—青白口系；5—寒武系；6—奥陶系；7—石炭系-二叠系；8—二叠系三叠系未分；9—侏罗系；10—下白垩统；11—上新统；12—中更新统；13—上更新统；14—全新统； 15—早白垩世中期花岗闪长岩；16—早白垩世早期石英二长岩；17—断层；18—地层产状 三、永定河 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，切穿北京西山，连通延庆盆地和北京平原，进入渤海湾。永定河切穿北京西山，山峡段全长100km，峰谷高差约1100m，从官厅大坝到出山口高差约350m。从官厅大坝到青白口，河谷狭窄陡直，最窄处仅百余米，局部区段沿幽州背斜轴部张裂隙形成（蔡向民等，2010）。永定河是渤海湾盆地、山西断隆（桑干河断陷盆地）之间的河流大通道。在地貌上涉及了黄土高原、坝上高原（保存有中新统玄武岩）、太行山北端（山间盆地）、北京平原等地貌单元。山前平原主体为渤海湾盆地，受控于第三纪地堑系构造的热沉降作用。
永定河全流域示意图 （据北京市水务局官网） 永定河从太行山北端流出，在山前形成冲积扇，古永定河在冲积扇上不断迁移，形成古河道沉积。永定河从三家店山口进入华北平原，从北到南的呈扇形摆动（清河故道、金沟河故道、古高梁河道、灅水故道、无定河故道）（李华章，1995），形成洪积冲积扇平原及其河流湖泊（吴文涛，2020），成为北京古城建城的自然地质地貌基础。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）。
北京永定河流域地质略图 （蔡向民等，2010）
永定河略图 （据互联网资料）
北京小西山地质图 （吕金波，2023）
永定河地理位置图 （2019年发布）
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 （据吴文涛，2020，互联网资料） 第四纪更新世晚期，大同盆地、阳原盆地等古湖泊的湖水大都已消失，变成湖积平原。晚更新世中、晚期（距今15~3万年），随着溯源侵蚀，大同古湖和涿鹿古湖之间的石匣山地被切穿，统一的桑干河水系形成，永定河上游也贯通（葛肖虹，2010），大同-阳原古湖打开，桑干河向东于怀来与洋河会的流路最后形成(吴忱，2001)。
更新世时期大同—阳原古湖 （李润兰等，2000） 永定河作为桑干河和洋河的下游，它的形成历史，记录了太行山北端抬升的历史。原先东西两侧的大湖溢出和沟通，造就了永定河的形成。桑干盆地（包括延庆怀来盆地）更新世大湖，溢出溃决，穿过了当时尚非常矮小的太行山北端，进入了北京湾，形成了永定河最初的形态。随着山脉的抬升，逐渐形成了官厅-永定河山峡，以及永定河冲积扇，最终从天津入海。永定河及其上游的桑干河和洋河，沟通了黄土高原、坝上草原及华北平原，是从中国西部干旱-半干旱区入海，最便捷的通道。沿着这一流域，出现了许多古人类遗迹及古人类化石记录，如许家窑文化、泥河湾文化、北京猿人，是研究东亚大陆上古人类起源的最佳地区。永定河谷的南、北两端是泥河湾和北京湾古湖，是衔接旧石器古人类活动的重要大通道。查明永定河的形成演化，对于认识东方古人类的起源，具有重要的学术价值。
永定河洪积扇的东西向地质剖面图 （蔡向民等，2016） 本文据（李江海， 2023，中国地质之旅讲义）修改补充，限于篇幅，参考文献略
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