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南洛河流域,位于陕西省,全长124.6公里,流域面积广阔,占洛南县总面积的98%,是河流上游的核心区域。该区域地理位置独特,处于华北准地台南缘的商渭台缘褶皱带和秦祁地槽东秦岭褶皱系的交汇地带,地质构造以灰岩和页岩为主,河流主要由砾石质结构构成。
流域地势北缘是秦岭的草连岭,海拔高达26米,而华山则位于南缘,海拔2165米,其间南侧是蟒岭,最高点1744米。南洛河河谷贯穿其中,总体呈现出西北高、东南低的态势,形成了三个不同的地理小区。
首先,干流以北地区多为山地,山势陡峭,沟谷深邃,水流湍急,仅有较大支流的沿岸地带分布着一些小型平原。这些地区以山地为主,耕地较少。
其次,干流两岸及永丰、景村、古城、三要等乡镇地带,属于浅山川原区,拥有完整的三级阶地,诸如“四十里梁原”和古城川等,土壤肥沃,是洛南县的主要粮食产区。20世纪50年代至70年代,南洛惠渠的建设和众多库塘的分布,为这片地区提供了灌溉条件,因此被誉为“小关中”。
最后,南部地区则为面积较小的花岗岩流砂丘陵区,由于水土流失较为严重,生态环境相对脆弱。
河流上游文峪河口以上为山溪性河流,平均比降较高,达到12.5‰,而全河段平均比降为3.7‰,官桥河以下河道弯曲,形成独特的“鸵胫”和“驼背”河道。年降雨量约为750毫米,年均径流量为7.57亿立方米,平均流量为24立方米每秒,历史最高流量记录出现在1957年的灵口,为3030立方米每秒,最低则为2.58立方米每秒。年输沙量达到476万吨,每平方公里的流失量为1530吨。