怀河，海河水系潮白河的支流。曾称西大河、朝鲤河、七渡河。怀柔水库建成后，改为怀河。主要流经北京市怀柔区境内。怀柔水库以上，由怀九河、怀沙河两条支流组成。怀九河、怀沙河原在县城西汇合后。1958年修建怀柔水库，两支流汇合于水库，出库后为怀河，贯穿怀柔区，过史家口南入潮白河。主要支流有雁栖河、红螺镇牤牛河、庙城牤牛河、南房小河、周各庄小河等。

怀河主要流经北京市怀柔区境内。怀柔水库以上，由怀九河、怀沙河两条支流组成。怀九河、怀沙河原在县城西汇合后。1958年修建怀柔水库，两支流汇合于水库，出库后为怀河，贯穿怀柔区，过史家口南入潮白河，怀河曾称西大河、朝鲤河、七渡河。怀柔水库建成后，改为怀河。

怀河全长以最长支流怀九河上源计为80.9公里，怀柔境内64公里；流域面积1042.6平方公里，怀柔境内578.3平方公里，河床纵坡2.1－2.4/1000。

怀沙、怀九二河汇流后的怀河，是庙城镇一带的一条两次大改道河流。原始的怀河主道在焦村以西、郑重庄以东流入史家口汇潮白河。第一次大改道改由彩各庄、赵各庄以东，两河以西南下史家口入潮白河。1939年7月26日的大洪水后第二次大改道，又改由两河以东、仙台以西南下过史家口入潮白河。

怀河由于上游山场植被好，林木多，清水出川，20世纪70年代，白河曾改道两河村后在梭草村汇合潮河，因此，怀河曾是白河的支流。在汇入白河后与白河同流而不合污，两河一清一浊，泾渭分明，同流1公里多之后方混为一色，修建怀柔水库前曾是梭草东南一带一大胜景。修建怀柔水库后，怀河下游仍负担怀柔水库的泄洪任务。

据怀柔水库水文记录，从1958年至1985年的27年中，怀河洪峰流量大于150立方米每秒的有14年，大于350立方米每秒的有10年，大于450立方米每秒的有6年。最大的一年是1972年，洪峰流量达4245立方米每秒，比1939年2400立方米每秒还多1845立方米每秒。

怀九河，怀河南源，源于延庆县大庄科乡，于西水峪村入怀柔县境，过石湖峪、撞道口，至黄花城南与源于杏树台、庙上经二道关至黄花城的又一支流汇合，形成怀九河干流，经九渡河、花术、团泉、黄坎、西四渡河、一渡河，至北宅乡的杨家东庄注入怀柔水库。全长68.9公里，怀柔境内52公里；总流域而积347.2平方公里，怀柔境内216.8平方公里；河道纵坡2.1/1000-2.5/1000。1890年（清光绪十六年）怀九河干流在峪口村曾出现每秒2090立方米洪峰；1972年在前辛庄曾出现每秒1285立方米洪峰。明代《长安客话》一书有“七渡水”的记述，七渡水、黄颁水均指怀九河而言。

怀沙河，怀河北源，源于沙峪乡三岔村的南苇摊、北苇摊。山三岔村过长城至铁矿峪、洞台，与源于庄户响水湖的溪流汇合，形成怀沙河干流。至南冶有源于水塘子的溪流汇入，经沙峪至八道河岭，过六渡河、东四渡河、二渡河到关渡河出山，经北宅到怀柔镇红军庄注入怀柔水库。全长28.7公里，流域而积175.2平方公里，河床纵坡12.5/1000，坡降大于怀九河。解放前，农民曾利用水的落差，建多处水碾子生产木香，称为“香碾”。怀沙河1972年出现过每秒1751立方米的洪峰。

响水泉，怀沙河源头，位于沙峪乡庄户村下西沟。自沟口上行400米为水泉的源头，由泉头至沟口，高差约50米。沟中泉水通过层层跌坎下泻，发出轰鸣声，故名响水泉，当地称响水湖。泉水甘冽，涌水量为320公升每秒，日出水2.59万立方米。泉水长年不断，源头泉水自两山塌落的堆集物中溢出后，跌入一个长约14米、宽5米的石潭中。潭旁有一巨石高4米、宽2.5米，面潭而立。1972年以后，山体塌落将潭淤平。泉水下泄入怀沙河。

雁栖河，怀河主要支流，全长42.1公里，流域而积411.7平方公里。上游分两支，东支流源于八道河乡西栅子、对石等处的山沟，下经五道河、交界河、石片、黑龙潭、官地、神堂峪至石梯子与源于莲花池莲花泉的西支流汇合，经柏岸厂注入雁栖湖。雁栖湖下游的雁栖河，于怀柔镇工化村南，有沙河从左岸汇入，再南流至大杜两河村东汇入怀河。

红螺镇牡牛河：全长21公里，流域面积45.2平方公里，其中平原30.8平方公里。《怀柔县志》载：“县东三里有小泉河……”“小泉河源出红螺山珍珠泉”。红螺镇牤牛河实际源于甘涧峪沟内（主要是季节性洪水），而经常有基流的为红螺山珍珠泉。现于红螺镇东龙门口处，建有红螺镇水库。下游经大中富乐、于家坟、火车站。东向穿张各长村转南流，沿唐自口、葛各庄村东，直至高两河村北，从左岸汇入怀河。

南房小河：源于南房村东泉水。南房村东群泉并冒，形成一片深塘。清水自流出塘，流向西南，经张自口、杨宋庄、仙台、北年丰、南年丰村西，汇入怀河。二十世纪六十年代前，沿途有大泉、深潭许多处，水量沿途增加，水质清澈，河草菖蒲丛生，盛产鱼虾、河蟹。由于地下水位逐年下降，现已近于干涸，下游基本断流。

周各庄小河（亦称年丰东小河）：源于周各庄村东坑塘。大周各庄村东大坑，为一个面积达30余亩的泉水坑塘，塘水自然外溢，形成西南流向的泉水河，小河经张各庄村西，花园村东，年丰村与解村之间，到梭草村东北角，转向由东向西，绕过梭草村后，继续转向西南，于梭草村西南入怀河。1959年治理涝区时，部分河段已被河网所代替，且因地下水下降，坑塘河床均已干涸。

庙城牤牛河：源于凤山前坡，经西台上村西，郑重庄村南，高各庄村东，进入顺义县界。经龙王头至史家口北从右岸入怀河。二十世纪五十年代至七十年代顺义县于孙各庄沿怀顺县界修东西向大堤一条，东起怀河西岸，西跨京承铁路，挡住牤牛河去路，被阻后，沿堤北侧强行东向，流入怀河。

怀柔水库

干流建有怀柔水库，是怀河干流主要水体，怀九河和怀沙河在库合二为一，下泄为怀河。为京郊主要水利程之一，位怀柔县城西侧，控制流域面积540平方公里，蓄水面积12平方公里，总库容1亿立方米。1958年3月9日开工，大坝于同年7月19日完工，历时130天。1990年主坝加高后，总库容1.4亿立方米。怀柔水库是京密引水渠工程的一个节点。通过引水渠，白河水经过密云水库输入怀柔水库并向下游延伸，成为横贯密云、怀柔、顺义、昌平、海峡等县区向北京城市供水的重要渠道，怀柔水库成为密云水库向北京供水的大调节库。怀柔水库的修建，对怀河下游的防洪安全发挥了重大作用，对潮白河也起到削洪错峰的作用。怀柔水库建成后，水量丰沛，水域宽广，风光秀丽，在北京水利建设史上，占有重要位置。

西水峪水库

西水峪水库，位于怀九河西支上游，座落在九渡河镇西水峪村北，既是怀柔区重要的水源涵养地，也是该区著名的旅游景区之一。

口头引水渠，位于怀沙河右岸，由口头村西官渡引水，经口头村四至凯甲坟村西山根，绕至凯甲坟村南，由南岗子向东，止于骆驼山，全长2750米。渠道底宽1米，深1.3米，边坡1:1，控制耕地而积1500亩。引水渠建于1952年，由口头、凯甲坟两村联合修建。1990年春，口头村又投工近万个，从渠首开始用浆砌石向下游砌了980米，使水流更加通畅，灌溉面积不减，效益愈发显著。

北宅引水渠，由峪口村南引怀九河水，直到东北宅村，全长2600米，渠底宽1米，深1.3米，控制耕地而积1500亩。引水渠建成使用后，工程逐年完善，1985年开始进行衬砌，到1987年共衬砌长达2400米，占总长的92%。

京密引水渠工程，系北京市大型引水工程，引水干渠全长110公里，最大引水流量为40立方米每秒。怀柔段，自沙河倒虹吸至怀柔水库长12.7公里，自怀柔水库至李史山村西长6.9公单。境内不包括怀柔水库库区，总长19.6公里。京密引水工程自密云水库调节池引水至龚庄子进水闸，利用原白河灌渠线路扩建，引水至怀柔，引水流量扩建为40立方米每秒。怀柔水库出口至孙史山，渠线亦为原白河灌渠渠线。自李史山闸引水工程转而向西经昌平、海峡全土渊潭。全部工程于1966年4月试水成功。以后京密引水工程又经过多次续建与扩建，发挥了向首都城而供水及郊区农业灌溉的动脉作用。