永定河是一条神奇的河，是中华文明发源地之一。流域区域囊括中华文明各个元素，是最能代表中华文明的区域。这也是一条命运多舛的河流，这条河的变迁历史，饱含千百年的沧桑，亦是华夏精神的磨练，造就了这个伟大的民族。
地质时代变迁
地质时代永定河经历了四个阶段，流向发生过逆转，而内流和外流也经历过反复转化。永定河经历过“倒流”。在地质年代的永定河区域，流淌着和今天流向并不相同的河流，这条河流在古坝上高原和古燕山发源，沿着山西地堑系向西南流淌。这条河是古汾河的上游，当太行山刚开始隆起的时候，此时太行山西侧基本上都是汾河和汾渭湖流域，包括今天永定河，滹沱河，漳河上游等。（中国早第三纪（距今6500万-2330万年前）古地理图）
由于永定河流域区域当时气候较为干燥，又处在古河上游，流水作用不甚显著，因而河流对于地貌的塑造强度有限，让这里地形起伏比较小，呈现微弱侵蚀的景观。
不过随着时代变迁，汾河经历了“三家分晋”的命运。以永定河为代表的海河流域的发育，大多伴随着汾河水系的瓦解。历史上汾河比较大，遍布山西全境和内蒙古，河北一部分，但是后来经历了掐头去尾，河源，河口都被袭夺，支流也被剪去了不少，就成了一条小河。
汾河瓦解的直接动力是地质变迁，由于太行山东侧的华北平原地区加速下沉，东边的河流开始对西边山西高原的河流“釜底抽薪”，来自东南方向水流纷纷切开太行山，将汾河水系东引南下，这些曾经的汾河水系和汾河也就分道扬镳了。（中国晚第三纪（距今2330万-164万年前）古地理图）
相比汾河的“一路坦途”，那些“肢解”汾河的河流，却经历了艰辛的奋斗创业历程。这些河流，搬开太行山，王屋山，演绎了现实版的“愚公移山”。由于太行山东南迎风坡降水更加丰沛，太行山以东以南的河流，流量更丰沛，切割能力更强，经历了水滴石穿漫长的岁月，终于形成了一系列峡谷。雄伟壮丽的太行八陉就是这些河流的杰作。
永定河形成时代可由其上游桑干河石匣河谷横剖面、定安河大堡古河道横剖面、以及永定河担礼古河道横剖面分析中得到解答。从河谷发育形态，沉积物，化石年代，可以确定这些宽谷形成的年代，通过对这一区域的地层分析，我们基本勾勒出永定河诞生的脉络。同时，根据沉积物来源分析，还能大致推定这一时期永定河流域范围，那时永定河是一条发源于内蒙古阴山，向东南流淌的一条河。
通过山西地形图和流域图可以看出，太行虽然高大，却不是分水岭。这都是以永定河为代表的东流河流的杰作。另外，永定河所在区域，地质活跃，变动显著，从上面也可以看出，永定河变为外流河的过程，基本上是推倒重来的重塑，河流系统经历了很大的改变。河流转向逆流袭夺过程中，期间经历多次凹陷成湖，泄湖成河，淤积成陆等变动。不过由于变动历史非常久远，一些变迁细节已经难以复盘。永定河沟通入海历史也并非一帆风顺，虽然已经和汾渭流域分开，掉头向东。但是随着怀来一带的沉降和断裂，让永定河也陷入瓦解的命运，永定河又一次以湖泊作为自己的归宿。张家口一带在当时发育有怀来古湖，而上游桑干河有大同一泥河湾古湖系统，在远源区有古黄旗海，古岱海。这些古湖都属断陷湖泊，即断陷漪水成湖。这些断陷发生的时间大致相同，基本上都是距今300万年前左右。在这些剧烈的构造运动中，永定河变成了两段内陆河和最下游一小段的外流河。
诸多证据表明，永定河形成的这些大湖都是咸水湖，比如我们分析地层沉积物吸附的可溶盐，可以得出当时水体的矿化度。证据表明，这些湖泊在地质时期都是咸水湖，而且成分经历了浓缩和碳酸盐-硫酸盐-氯化物的转变，说明这些盐湖沉积历史悠久。（怀来湖区域地图，涿鹿县，怀来县地图，出自1981年河北省地图集）
以上四个古盐湖之间相互不联通，永定河实际上瓦解成四个内陆湖流域。上述四个大湖也经历过多次涨落，图中展示的是其最大的区域。在干旱缺水的时期，以上大湖可能还会瓦解成更多小湖或者沼泽。伴随着间歇沉降，湖底沉积，这些湖泊所在区域也积累了巨厚沉积层，最厚地方有数千米。经历了长久的内陆湖的沉积，永定河开始了二次创业。永定河重新变为外流的时代，根据李虎候教授对余家寨剖面上部烘烤层的热释光定年，为30万年左右。而在蔚家小堡有湖相层覆盖在相当于余家寨顶部玄武岩之上的现象，所以古内陆湖消亡得很晚，晚于距今30万年的时候。在今天门头沟雁翅镇那里，以前是永定河内流湖和下游外流河分水岭，后来雁翅那里被切开，怀来湖泄湖消亡，不久大同湖也泄湖消亡，永定河贯通。
永定河的二次诞生，伴随着气候转为暖湿，门头沟古峡谷河道又重新注入了活力，河流切割峡谷这一过程。雁翅河道被切开时的同时，上游泥沙沉积物也基本上把那些古大湖填平，所以永定河重新贯通时候，在大同，张家口一带形成了面积广大的盆地型平原。
永定河和黄河差不多，长期被禁锢在黄土高原，在距今没多久时候才被放出来，所以对华北平原的直接塑造是有限的，说黄河，永定河冲积出华北平原是不准确的。也正是因为黄土高原河流被禁锢，河流不至于强烈塑造地表，得天独厚的黄土地貌得以保留。
当然，永定河的二次创业并没有恢复其全部的基业，远源上游区域黄旗海，岱海仍然为内陆湖，这是外流河鞭长莫及的区域。永定河和黄河有诸多相似之处，不仅地质历史相似，文明历史也相似。二者都是多沙，气候和降水变率大，水旱灾害频繁，河流改道决口频繁的河流。永定河的名字源于“永远安定”，但这是名不副实的一条河。由于上游流经黄土高原区，再加上流域地处季风区边缘，大陆与海洋争相角力，让这条河变化剧烈。这是水旱不定，桀骜不驯的一条河，永定是千百年来对此河的期望。
永定河是海河流域摆动最大的一条河，下游以门头沟三家店为顶点，东北方向摆动到顺义温榆河一带，西南方向可达白洋淀。永定河被称为小黄河，但其脾气一点也不小。毕竟含沙量和黄河差不多，而如果从摆动长度和自身流程比例看，永定河比黄河更加狂荡不羁。
从历史看，进入文明时代的永定河下游迁徙主要是由北向南，由东向西的过程。这些迁移既有自然地势下沉的原因，也有人为原因，但是人类活动带来的水土流失是最大的迁徙动力来源。北侧燕山植被破坏，水土流失，将泥沙向南搬运，西侧永定河河道也被挤压到南面。永定河在北京城区留下了鲜明印记，在今北起清河、南到黄村的范围里，曾经从北到南地留下了四条永定河的古河道：古清河、古金钩河、水故道及古无定河。
京城内的沃土，就是永定河千百年来的馈赠。接下来我们欣赏永定河在北京城区的变化。上古时期，永定河河道在北京北五环外的清河那里，颐和园，圆明园那里就是古河道残留。
西汉时期，永定河自西向东，并绕着北京城北流淌。古河道途经区域在今天仍有一些小湖残余，这是当年的古河道遗迹。而今天的温榆河，潮白河，北运河一部分就是当时永定河河道。
到了东汉时期，永定河在今天西直门附近位置向南改道，进入今天二环里，往什今天什刹海就是东汉时期永定河河道。魏晋时期，永定河继续向南迁移，北朝魏时期，永定河已经移到今天北京城南，也就是石景山南下到卢沟桥附近再向东，经马家堡和南苑之间，东南流经凉水河入北运河。
唐时期，永定河在卢沟桥以下永定河分为两支，东南支仍走马家堡和南苑之间；南支开始是沿风河流动，其后逐渐西摆，曾经摆至小清河、白沟河一线。自有南支以后，南支即成主流。金时期，北京成为政权首都，著名的卢沟桥就是这一时期修建的。元朝时候为了阻止永定河水患，在永定河修筑大堤。大堤阻止了永定河流向了北京城区，从此永定河不再光临京城，但是也阻断了城区天然河流的水源，这一区域水系逐渐由天然水系变为人工水系。永定河给北京打下了坚实地基，北京海拔50米，比华北平原其他地方显著的高，这都归功于永定河的塑造。此后，永定河的迁移摆动出现在下游。卢沟桥以下的河水仍然呈现自由分流状态。从元朝到明初的永定河，“出卢沟桥下，东南至看丹口，冲决散漫，遂分而为三：其一分流往东南，从大兴县界至漷州北乡新河店（即今通州区南凉水河西岸之新河村），又东北流，达于通州高丽庄，入白潞河；其一东南经大兴县境清润店（今作青云店），过东安县……其一南过良乡、固安、东安、永清等县……与白潞河合流，入……于海”（摘自缪荃孙辑《顺天府志》，北京大学出版社，1983，第272 — 273 页。）
在北京，保定，廊坊，天津境内，永定河频繁摆动，分叉。由于永定河含沙量极高，永定河所到之处总会把原先河道痕迹擦掉，并用自己的痕迹代替。在今天，京津地区随处可见的沙丘就是永定河泛滥留下的痕迹。清朝时候，永定河修筑了坚实的大堤，阻断了东流岔流，北京城区彻底断绝了跟永定河的关系，而南苑地区永定河泛滥形成的湿地也逐渐退化。再加上生态恶化，原先永定河冲积扇的一些泉眼逐渐消失。永定河彻底退出京城影响最大的区域就是南苑，以前这里是湖沼森林遍布的园林，后来水源断绝而消亡。通过一些地图也能够依稀看出永定河的模样。
建国后，永定河修建了一些水利设施，改变了河流面貌。新中国修建的第一座大型水库官厅水库就在永定河。永定河的传统入海口在天津海河，后来为了减少天津的洪涝风险，在天津北侧又开挖了新的入海口，让永定河避开天津。这一段叫永定新河，地图可以看到这一变化。
近些年，由于永定河上游来水急剧减少，三家店以下河段长期断流，2005—2014 年河段年均干涸121天、断流316天，官厅水库和三家店年基本生态环境需水量满足程度仅为32% 和6.8%，北京市南六环路—梁各庄等河段沙化严重，河流廊道生态功能基本丧失，永定河濒临死亡。（2011年北京地图，永定河三家店到卢沟桥这里在地图上也基本上消失了）
一般来说，我们对水是比较固执的，地图上是不愿意呈现水体的消亡，一旦承认在地图上消亡，那说明这个水体可能真的死了。在有一些北京地图上，永定河三家店到卢沟桥段，已经不标记成河流，残存的一些水池，用湖泊标记。比如园博湖，莲石湖，晓月湖等。（永定河流域多水源生态补水潜力，单位：亿立方米）
不过，随着引黄入晋补永工程，南水北调工程修建，以及节约用水，防污治污，水资源循环再利用的统筹推进，永定河正在恢复活力。近年永定河流域实施了一批生态修复工程，统筹流域内外水源开展河道内生态补水，2020年以来，山区段生态用水基本上能够保证，重要河道通水河长近93.4%；2021年实现26年来首次全线通水入海；2023 年首次实现全年全线有水。除此之外，永定河的水质，水生态也有了根本性改善，原先的死水已经不复存在，古老的永定河，复活了！（永定河流域水资源配置和调度网络）
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