白河干流，全長280公里，發源于河北省沽源縣，經赤城縣，于白河堡進入北京市延慶縣境，東流經懷柔區青石嶺入密云縣，沿途有黑河、湯河、白馬關河等支流匯入，在張家墳附近注入密云水庫。潮、白兩河出庫后，各自排放故道，于密云縣城之西南的河漕村匯合后稱潮白河。 ^[1] 

在赤城縣境內，其源一為獨石水，發源于沽源縣九龍泉，由獨石口鄉北柵口入赤城縣境，稱西河；一為紅石河，由紅石山經獨石口城東為東河。流至赤城縣城南而合，經獨石口、貓峪、云州、赤城鄉、赤城鎮、樣田、后城7個鄉鎮，由后城鄉河東村出境，入北京市延慶縣，下流注入白河堡水庫，全長129公里，流域面積4038.3平方公里。河床平均寬度為31.3米，深0.91米，比降平均為10.3%，較大支流有馬營河、紅河、湯泉河等。湯泉河在縣城東南側與白河匯流，下流至后城隔河寨，與紅河匯流，水量大增，河道變寬。 ^[4] 

在延慶縣境內，在白河堡鄉北梁西入境，沿縣境北部曲折東流至河口村納紅旗甸河，至菜木溝村有黑河匯入后，經沙梁子鄉摩天嶺南出境進入懷柔縣。縣境內河長55公里，河寬30米至70米，流域面積828.1平方公里。干流白河川已建設白河堡水庫。 ^[5] 

在懷柔區境內，懷柔境內51.7公里，在懷柔境內的流域面積為1280.7平方公里，平均縱坡2.7/1000。從延慶后山大北溝東約1公里處進入懷柔境，由寶山寺鄉西帽山村變東西流為南流，至渣汰溝門有菜食河匯入，河床漸寬，形成數十里的白河大川，經寶山寺有天河匯入，至湯河口有湯河匯入，過后安嶺往東形成一個接近360度的大迂回，于雙文鋪東琉璃河匯入，過白河北、青石嶺至東峪溝門出懷柔境。境內主要支流湯河、琉璃河、天河的兩岸，形成山區主要居住村落，行政村多位于沿河兩岸，自然村則位于遠離河川的山溝。因之，河川是山區社會活動的中心地帶。 ^[7] 

在密云縣境內，白河，自龍門溝入密云縣境，流經四合堂和石城兩鄉，于鹿皮關注入密云水庫。段長20公里，河床鑲嵌在峽谷中，最窄處僅10多米，比降大，水流湍急，切割作用大，多呈“V”字型。于溪翁莊從水庫泄出后，經翁莊鎮、密云鎮，在十里堡鄉河漕村東與潮河相匯，稱潮白河。水庫以上河段常年有基流，水庫以下河段長27公里，河道開闊，因水庫多年不放水，已成干河道。縣內流域面積320平方公里。 ^[9] 

白河為常年河，在赤城縣境內，年平均流量8.2立方米/秒。最小流量為0.32立方米/秒。雨季，各支流均有洪水注入，洪水量為525立方米/秒，形成河流年內最大流量。結冰期為150天左右。 ^[4]  懷柔境內1939年大水時，湯河口鎮馬圈子曾出現每秒6350立方米的特大洪峰，至青石嶺達每秒8500立方米。 ^[7]  密云縣境內，多年平均徑流總量3994.2萬立方米。最大與最小徑流量相差懸殊。1972年6月15日徑流量0.88立方米/秒，7月28日徑流量2250立方米/秒。據歷史洪水調查資料記載，1939年洪峰（尖巖至溪翁莊河段）徑流量達1.12萬立方米/秒。年際來水量差異顯著，1961年水量為3.972億立方米，1974年來水量為13.38億立方米。 ^[9] 

紅河，又名陽樂河、陽曲水。發源于赤城縣龍關鎮大龍王堂，因其流經鐵礦，河水呈紅色而得名。由西北繞東南流經赤城縣境內龍關鎮、雕鶚鎮、東興堡鄉，匯入白河，長47公里，流域面積1190平方公里。河道比降為7%，為常年河。

黑河，發源于沽源縣老掌溝內和赤城縣東猴頂山麓，于赤城縣黑龍山村匯合，由北向南流經赤城縣三道川、白草、東萬口、茨營子、東卯五個鄉，從東卯鄉四道甸村南出境。 ^[4]  于花盆鄉耗眼梁村入北京市延慶縣境，流經三間房、沙梁子后，在菜木溝村附近人白河，注入密云水庫。 ^[5]  全長92.5公里，寬17.3米，深0.25米，流域面積1633.6平方公里，比降為5~15%，為常年河。年平均流量3.26立方米/秒，洪水量為648立方米/秒。因河底有青苔，水呈黑色，得名黑河。沿途有二道川河、白草河、桃陽河、頭道川河、瓦房溝河、道德溝河、東青羊溝河、東、西長梁河等支流注入。 ^[4] 

馬營河，發源于崇禮縣威遠門壩，在赤城縣境內舍身崖注入白河，流域面積566平方公里，河長41公里，平均比降10/1000，最大洪水流量254立方米/秒。

湯泉河，發源于赤城縣東柵子鄉野馬盤，在赤城縣城東注入白河，流域面積361平方公里，河長35.5公里，比降12/1000，最大洪水流量499立方米/秒。 ^[4] 

菜食河，白河支流，屬潮白河水系。發源于縣境內四海鄉海字口村附近，流經珍珠泉、小川后在小川鄉南天門村出境人懷柔縣，延慶縣縣境內河長37公里，流域面積257.1平方公里，小川以下又名渣汰溝。

紅旗甸河，白河支流，屬潮白河水系。發源于河北省赤城縣，流經延慶縣大石窯、紅旗甸后在千家店鄉河口村附近人白河，縣境內河長15公里，流域面積67平方公里。

大莊科河，白河支流，屬潮白河水系。發源于延慶縣大莊科村附近，從縣東南出境，境內河長12.5公里，流域面積90平方公里。 ^[5] 

懷河，懷柔西部的懷九河、懷沙河在縣城西匯合后稱懷河。懷河是潮白河支流，但因20世紀70年代，白河曾改道兩河村在梭草潮河，懷河曾在兩河村入白河，因此，習慣上，懷河也是白河的支流。懷河全長以最長支流懷九河上源計為80.9公里，懷柔境內64公里；流域面積1042.6平方公里，懷柔境內578.3平方公里，河床縱坡2.1－2.4/1000。懷河支流有紅螺鎮牤牛河、匯合沙河后的雁棲河和南房、周各莊兩道小河，懷河在梭草村南入潮折河。懷河由于上游山場植被好，林木多，清水出川，在匯入白河后與白河同流而不合污，兩河一清一濁，涇渭分明，同流1公里多之后方混為一色，修建懷柔水庫前曾是梭草東南一帶一大勝景。修建懷柔水庫后，懷河下游仍負擔懷柔水庫的泄洪任務。

湯河，為白河在懷柔境內的最大支流。源于河北省豐寧縣鄧家柵子，流經大草坪，在大南溝門進入懷柔，流經頭道穴、喇叭溝門、七道河、長哨營至湯河口，由左岸匯入白河。湯河在懷柔境內長52.6公里，流域面積618平方公里，河床縱坡5/1000。湯河在懷柔境內的支溝自上而下由左岸匯入的有：帽兒溝、楊樹溝、大甸子東溝、八道河溝、二道河東溝、石洞溝、卜營溝、大蒲池溝；由右岸匯入的有胡營子溝、喇叭后溝、喇叭前溝、對角溝門南溝、蘭營溝、古石溝、連石溝。湯河的流量變化很大，一般在旱年春季易形成局部斷流，洪水期也易暴發較大的洪峰。據記載：1939年大水，湯河口出現每秒2120立方米的洪峰。湯河沿岸形成廣闊的河漫灘和河谷地，俗稱湯河川。湯河川是滿族聚集區，有喇叭溝門、七道河兩個滿族鄉。湯河匯入白河的三角地帶是一個較廣闊的盆地，形成了懷柔北部山區的重鎮－湯河口鎮。

琉璃河，源于崎峰茶鄉梁根，主流全長43.5公里，流域面積242.1平方公里。在三岔有源于大地、北灣的山溪匯入，經魚水洞草場至孫胡溝有孫胡溝溪水匯入，過皮條溝、碾子灣經幾個迂回之后，由偏道子東下出老公營溝口，南有得田溝、東有琉璃廟南溝匯入白河。琉璃河歷史上曾出現幾次較大洪峰為1924每秒2440立方米，1939年為每秒1170立方米，1972年為每秒1780立方米。

菜食河，又稱渣汰河，發源于延慶四海冶以南的黑坑，由延慶的前南天門進入懷柔境內，流經懷柔寶山寺鄉的后南天門、小龍潭、牛圈子，出渣汰溝，從右岸匯入白河。懷柔境內長12.5公里，流域面積14.6平方公里，縱坡為5.4/1000。菜食河在牛圈子小龍潭一帶，河床為奇形怪狀的巖石構成，河水由巖石間穿過，形成迂回曲折的小瀑布，匯成一處深不見底的“龍潭”，有一處直徑三米余的天然石井，圓口直壁，當地人稱為“石缸”，大雨傾注，水不外溢，干旱年也不干枯。

天河，發源于河北省豐寧縣楊木柵子鄉的老西營，由懷柔縣碾子鄉四道河入境，境內長度60.7公里，流域面積229.7平方公里。河床縱坡5.7/1000。入懷柔境后至道德坑有源于老朝陽支溝的溪流匯入，至四道窩鋪有源于龍門甸子的支溝溪流匯入，流經碾子、對石至寶山寺下營，從左岸匯入白河。 ^[7] 

白馬關河，源于番字牌鄉前火石嶺，流經番字牌、白馬關、馮家峪、西莊子，于后寶育嶺入密云水庫。全長34.5公里，流域面積約228平方公里，河道縱坡1.1/1000，常年有基流，多年平均徑流量4300萬立方米。

蛇魚川河，源于石城鄉神廟村一帶，流經轉山子、西灣子，于東灣子村南入密云水庫。全長13.4公里，流域面積27.3平方公里，河道縱坡3.4/1000，多年平均徑流量517萬立方米。

西沙河，源于懷柔縣黃土梁一帶，過大水峪沿懷柔、密云交界南流，于疃里村北流入密云縣境內，至建新村出境，于懷柔縣境內入潮白河。境內長10.2公里，流域面積94.5平方公里。

水川河，發源于云蒙山南麓，東南流經對家河，于水堡子入密云水庫，全長13公里，流域面積27平方公里。 ^[9] 

云州水庫位于赤城縣白河中上游，云州鄉云州村北2.5公里處。始建于1958年春，1959年停工，1968年復工，1972年竣工。總投資1113.2萬元。出動民工2萬余人，動用土沙方93.32萬立方米，石方34.68萬立米，混凝土2.21萬立方米。該庫是一座大型水庫，由大壩、泄洪洞、輸水洞、非常溢洪道、水電站等五部分組成。庫址上游流域面積1170平方公里。水面面積3平方公里，水深25米，蓄水能力1.137億立方米。大壩呈東西走向，土石結構，高43米，壩頂長183.4米，壩底長104米，壩頂寬6米，壩底寬157.7米，壩內坡1:2.83，壩外坡1:1.89，防浪墻高1米，壩基防滲采用水平鋪蓋。水文特征：校核洪水總量（24小時）為14980萬立方米，驗算標準為萬年校核，雨量標準（24小時）390毫米。洪峰流量（24小時）8096立方米/秒。洪水總量（24小時）18320萬立方米。泄洪洞為有壓圓形隧洞，洞徑8米，最大泄量890立方米/秒，閘門為4X8平方米，2扇。非常溢洪道最大泄量1250立方米/秒，堰頂超高0.35米，堰頂寬度30米。灌溉洞為圓型有壓隧洞，洞徑3米，最大泄量75立方米/秒。閘門為平板閘門，進口門斷面尺寸為3X2.5平方米，1扇；出口門1扇，斷面2X2.5平方米。出口處設一岔洞，洞徑為1.8米。最大泄量6立方米/秒。

該水庫由于施工時間急促，質量未達到設計要求，造成大壩不穩定。1974年，在省海河指揮部、滄州水校以及地區水利局協助下，對工程進行水工、土工試驗、水文分析，設計出工程加固方案。1978年開始對水庫工程進行復修，一直到1982年，復修工程基本完成，使工程達到安全運行標準，可灌溉農田4.6萬畝。 ^[10] 

白河干流中段建有白河堡水庫。位于延慶縣白河堡鄉，距縣城30公里。水庫控制面積2657平方公里，設計總庫容9060萬立方米。白河堡水庫工程是延慶有史以來最宏大的骨干水利工程，也是北京市重要水源工程之一，具有補水、灌溉、防洪、發電和水庫養殖等多種綜合效益，也是跨流域溝通三水系（潮白河、永定河、北運河）、三大水庫（密云水庫、懷柔水庫、十三陵水庫）進行資源再分配的樞紐工程。白河堡水庫于1970年9月破土動工，1983年7月竣工。白河堡水庫工程由大壩、溢洪道、泄洪排砂隧洞、輸水隧洞、官廳水庫補水渠、南北干渠和發電站等建筑物組成。大壩為黏土斜墻壩，大壩高42.1米，壩頂高程602.1米，壩頂長300米。溢洪道最大泄量為4070米3/秒。泄洪排砂隧洞最大泄量157米3/秒。輸水隧洞橫穿佛爺頂分水嶺，長7090米，隧洞為無壓式城門洞型，設計最大流量為20米3/秒，是跨流域引水的主要樞紐，在香營東北建有分水池和發電站，并建有白河堡水庫管理處（稱白河前山）。南北干渠全長80公里，沿渠修渡槽、涵洞、泄水閘、節制閘和馬車橋等渠系建筑物200多座，可控制灌溉面積20多萬畝，其中南干渠可為十三陵水庫補水。 ^[11-12] 

白河引水工程是將白河水引到媯水河后給官廳水庫補水，并解決延慶川區農業用水，同時通過南干渠向十三陵水庫補充水源。由南干渠（1976年開始施工，至1994年修至西撥子鄉營城村西）、北干渠（全長20公里，控制耕地面積6.73萬畝，北干渠上段設計流量8立方米/秒，末端流量2立方米/秒。1976年秋開始施工，1990年竣工）、官廳水庫補水渠（全長7400米，設計流量20立方米/秒，1975年至1983年秋完成）、十三陵水庫補水渠（全長6.33公里，設計輸水流量5立方米/秒。1983年8月開工，1984年竣工）組成。 ^[13] 

云州灌區位于白河中游，北起云州水庫，南至樣田鄉灰窯子村，全長30公里，最寬處1.5公里，最窄處0.1公里，沿白河兩岸山腳新修、擴修干渠9條，總長20.15公里，其中，東岸4條，共計長25.5公里；西岸5條，全長24.4公里，灌溉云州、赤城鄉、赤城鎮、樣田4個鄉鎮144個村的耕地4.6萬畝。

該工程建于1971－1984年，總投資92萬元。（國家投資50萬元，自籌4萬元）挖土方11.19萬立方米，進水閘、跌水、支渠口、渡槽、橋等建筑物350多座，砌石防滲渠4.5公里。 ^[10] 

明朝嘉靖三十四年（1555）前，白河全勢西流，從馬頭山西經龔莊子、卸甲山到疃里村南出境入懷柔縣，至順義縣牛欄山與潮河匯合后南下。嘉靖三十四年為利漕運，引白壯潮，在楊家莊開白河新口及新河道，自馬頭山西南流經縣城西至河漕與潮河匯。為防白河水患，明隆慶四年（1570）自沙峪溝筑堤到縣城西門外，長600丈余（約2000米），至城北350丈余（1160米），自唐家莊至西河筑堤百丈有余（330多米），各高三丈五尺（約11.5米）。清康熙五十六年（1717）復修縣城西各堤，計自沙河起至城西門止，筑石子堤803丈（38米），三道木壩16丈（53米），四道木壩10丈（33米），壩后土堤30丈，沙壩130丈。光緒十一年（1885）筑縣城西門外護壩。1955年對縣城西門外護壩維修加固，裝鉛絲籠60個，完成工程量0.4萬立方米。1957年，龔莊子筑沙堤一條長1403米，完成工程量65.6萬立方米。同年于河漕村東筑沙堤一條長700米，頂寬5米，高7米，總工程量5萬立方米。密云水庫建成后，按20年一遇洪水標準疏浚水庫以下河道。1978年由京密公路橋往下，疏控河道1000米，工程總量7.3萬立方米。1982年城西門外疏挖筑堤1000米，工程總量5.1萬立方米。1984年在沙河鐵路下疏挖河床筑堤2500米，工程總量37.4萬立方米。1987年從調節池到國際游樂場疏挖河道1700米，工程總量47.8萬立方米。 ^[14] 

2001年，密云縣對白河沿岸進行了全面整治，工程包括密云西大橋橡膠壩、濱河橋橡膠壩工程，河道防滲處理，白河磚砌工程。白河兩岸步道硬化工程，六座大橋的架設工程，八大公園建設工程、大組團綠化美化工程、燈光明亮設施建設工程，該工程綿延白河兩岸10華里，總投資3億元，2000年5月份開工，2001年年底竣工。

白河橡膠壩工程分兩部分，第一部分為西大橋橡膠壩，西大橋橡膠壩上游鋪設防滲膜211973.44平米，鋪砼預制板45051.65平米，投資1568.2萬元；第二部分為濱河橋橡膠壩，濱河橋橡膠壩上游鋪防滲膜133000平米，鋪砼預制板2800平米，投資1306.47萬元。第三部分為濱河大橋工程，建設和防滲護堤工程，鋪砼預制板50000平方米，總投資3000萬元。通過建設橡膠壩，使白河河道擋水能力增強。在白河河道上新建飛虹橋、云虹橋、濱河橋、太陽大橋、密虹橋、陽光大橋6座橋梁，橋梁總長759.2米，總投資4192.8萬元。白河引水工程共鋪設400鋼管151米，鋪400PVC管1988米，建閘房一座，總投資259.86萬元；白河排水工程鋪設管道總長4000米，砌方溝425米，總投資1006.38萬元。工程的建成，不但對白河河道進行了較徹底整治，增強了防洪能力，而且使密云縣城的環境發生了根本性改觀。 ^[15]