第一節漢水水係環境特征
一、水係概況
漢水是長江的最長支流，其源有三：中源發源於陝西省寧強縣蟠家山，稱漾水；北源為發源於秦嶺的沮水(又名黑河)；南源為發源於米倉山的南河（又名玉帶河）。其中北源最長，水量也大，故定為漢水正源。漢水幹流流經陝西、湖北兩省，於武漢市彙入長江，全長1577公裏，流域麵積17.4萬平方公裏。包括陝南、河南省西南部、湖北省北部、中部及四川省東北的一小部分，漢水流域北以秦嶺與黃河流域分界，東北以伏牛山、桐柏山與淮河流域分界，西南以米倉山、大巴山與嘉陵江流域分界，南以荊山與大寧河、沮水分界。
根據漢水幹流的河穀形態、水文特征及地貌類型，可將其劃分成三個河段，丹江口水庫大壩以上為上遊，丹江口水庫大壩至鍾祥為中遊，鍾祥以下為下遊。上遊河段位於秦嶺、大巴山之間，河床寬一般200~300米，兩岸山坡陡哨，河穀深切，河床比降大，水急灘多；中遊河段為丘陵地帶，河穀較寬，河床多為砂礫，比降稍小，河床不穩定，沿岸多沙洲、沙灘；下遊河段流經江漢平原，兩岸為提防所束，河道彎曲，水流較緩，河床多泥沙。
二、水係組成
漢水支流眾多，河網密布，流域麵積超過5000平方公裏的支流有唐白河、丹江、損水、堵河、任河、南河、旬河、夾河等八條。河源區重要支流有褒河。
漢水水係組成的形態極不對稱，右岸流域麵積為62247平方公裏，占全流域麵積的35.8%；左岸流域麵積為111753平方公裏，占64.2%；流域不對稱係數為0.56，左岸支流源遠流長，數量多，右岸支流大多數短且少。
漢水水係共建有大小水庫29座，大多分布在中、下遊地區的潢水、唐白河、天門河、蠻河等支流上，幹流已建成的水庫有兩座。這些水庫人為地將漢水分為三段，改變了河流水生生態環境和氧化還原條件，降低了水的流速，大型水庫作用尤其明顯。漢水流域的大型水庫有四座，丹江口水庫最大。丹江口水庫位於漢水幹流上，大壩距武漢650公裏。該水庫是以防洪為主，兼顧發電、灌概、航運、養殖的綜合性水庫。壩高97米，控製流域麵積95220平方公裏，正常蓄水位157米，相應庫容174.5億立方米，水麵麵積858.8平方公裏，多年平均徑流量379億立方米，多年平均輸沙量1.15億噸，可灌溉農田2300~3500萬畝。
石泉水庫位於陝西省石泉縣城上遊約一公裏的漢水幹流上，以發電為主，兼顧灌溉、航運、養殖。壩高65米，正常蓄水位410米，相應庫容5.7億立方米，水麵麵積28.5平方公裏，控製流域麵積23400平方公裏，多年平均徑流量104億立方米，多年平均流量341立方米/秒，多年平均輸沙量0.126億噸，年發電量6.34億度，可灌溉農田0.4萬畝。
黃龍灘水庫位於堵河下遊（大壩距堵河彙入漢水口約25公裏），是以發電為主，兼顧灌溉、城市供水、養殖的大型水利工程。壩高107米，正常蓄水位247米，控製流域麵積11825平方公裏，總庫容11.625億立方米，庫區水麵麵積34.1平方公裏，多年平均流量191立方米%秒，多年平均徑流量約60億立方米，多年平均輸沙量430萬噸，可灌溉農田0.5萬畝，年發電量7.59~10.2億度。
鴨河口水庫位於唐白河支流白河上遊，是以防洪、灌溉為主，兼顧發電、養殖的綜合性水庫。壩高32米，正常蓄水位175.7米，總庫容15億立方米，控製流域麵積3030平方公裏，多年乎均輸沙量1.17萬噸，可灌溉農田210萬畝。年發電0.35億度。
三、地質、岩性、地貌條件
水體並非是獨立存在的體係，它與周圍環境密切相關，因此研究流域內地質、地貌、岩性、水文、氣候、土壤、植被等環境要素對背景值研究具有重要意義。
地質、岩性、地貌是影響土壤發育、河流水文、泥沙輸送等的重要因素。地表環境的物質組成是母岩經風化演化而來的，由於地質、地貌條件的差異，導致了地表出露岩石性質的不同和侵蝕——堆積條件與氧化——還原環境的區域分異，而河流中的化學物質主要來自地表環境，因此不同地質、地貌條件導致水中化學元素的組成與含量的不同。
漢水流域總的地勢是自西北向東南傾斜，幹流上遊段的地質構造走向與河流流向一致，呈東西向，中下遊則呈西北——東南向。漢水流域的地貌類型有山地、丘陵和平原，根據其分布特點可劃分為四個類型，即北部的秦嶺、淮陽山脈，南部的大巴山、荊山山脈，丘陵、河穀盆地及下遊衝積平原。
秦嶺是我國南北自然地理環境的分界線，呈東西走向。淮陽山脈西起桐柏山脈，東延為大別山脈，斜艮於鄂豫皖，成為漢水下遊各支流的發源地。
大巴山脈為四川盆地與漢水流域的分界線，西段稱為米倉山，中段為九龍山，東段為大巴山，山脊走向為東西向，西高東低。其北坡較南坡陡哨，在山脊與漢水河穀之間有低緩的花崗岩丘陵區。武當山和荊山，向東延伸至馬良，走向西北——東南向，愈向東南愈低。
漢水水係中上遊兩岸有狹長的河穀及衝積盆地，從上遊至中遊，分別有漢中盆地、洋縣——安康黃金峽，安康——丹江口水庫段則為狹穀與盆地交錯地帶，丘陵主要分布在中遊區。
江漢平原位於漢水下遊及唐白河中下遊區域，係近代衝積而成。曆史上由於漢水洪水泛濫形成了許多自然堤，洪水時成為分洪的湖泊帶。在平原與崗地毗連地帶，一般地勢較低，形成散布的湖泊。
漢水流域的地層，從前震且係到近代均有出露，以古生代變質岩係的分布最廣，其次為新生代的紅色岩係和第四紀的鬆散沉積物，中生代地層麵積最小，主要為侏羅紀棕色粗砂岩、頁岩及三疊紀頁岩與灰岩；前震旦係的花崗岩、片麻岩及片岩；震旦係的片岩、灰岩，“寒武係的片岩與頁岩間夾灰岩；奧陶係的灰岩及頁岩夾灰岩；誌留係以頁岩為主，間夾有千枚岩；泥盆係為厚層灰岩、石英岩、石英砂岩；石炭、二疊係為灰岩、各種片岩與頁岩；第三係為紅色砂岩、礫岩、粘土泥灰岩；第四係為紅土、粘土等近代沉積物。各時代的火成岩有花崗岩及各種基性岩。岩性的分布大致為：穀城——房山——嵐皋——勉縣一線以北及方城——棗陽——漢口一線以東為變質岩、岩漿岩區，其餘地區為沉積岩區。漢水上遊基本上由變質岩和岩漿岩組成，中、下遊河穀鑲嵌在沉積岩層和鬆散沉積物中。從時代上看，古生代以前地層主要分布在上遊，是構成秦嶺、大巴山等山脈的主要地層；新生代、中生代地層多分布於山間盆地、地塹及下遊低窪地區，構成低山丘陵。
四、氣候、水文條件
氣候條件是影響岩石風化、土壤形成、植被發育及河流水文條件的重要因素。河流流量及泥沙含量與水體中化學元素的含量密切相關，因此氣候條件，特別是降水量對水環境背景值具有明顯影響。河流水文狀況決定於降水和地形，在降水通過徑流進入水體過程中，溶解了環境中部分物質，並攜帶泥沙進入水體，因此河流水量的大小、降水強度及季節變化對水體環境背景值都產生一定影響。
漢水流域地處北亞熱帶季風氣候區，主要受東南季風控製，漢水上遊也受西南季風影響。漢水流域年平均氣溫在15~17℃，年平均降水量為700~1300mm，下遊區及任河上遊降水量較大，年平均可達1100mm以上，中遊區一般在800~900mm，上遊區700~900mm。降水量的分布為右岸大於左岸，由於漢水流域降水受季風控製，降水主要集中在夏季，特別是六月至八月。雨季一般下遊早於上遊，夏季（尤為7~8月）上遊區受西南季風影響，降水量大於中、下遊區。漢水流域降水量的年、月變化都較大，年變率在20%以上，月變率更大，多雨月的月變率可達100℃以上。由於降水的變率大，在時間上相對集中，造成河水流量、水位變化為暴漲暴落，易發生洪水災害。