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臺北市為盆地地形三面環山，盆地中有基隆河橫貫，西以淡水河，南以其支流新店溪、景美溪等與新北市為鄰。
目前淡水河流域之防洪計畫洪水量，係以民國59 年經濟部水資源統一規劃委員會完成之「臺北地區防洪計畫檢討報告」為基礎，訂出臺北橋200年重現期距洪水量為23,500cms(cubic meter per second,立方公尺/秒)，而大漢溪及新店溪之計畫洪水量，則利用暴雨分析之結果，將臺北橋之計畫流量依比例分配，訂出大漢溪河口計畫流量為13,800cms，新店溪河口計畫流量則為10,800cms，基隆河流域方面，以實測流量頻率分析五堵站200年重現期距之洪峰流量為2,300cms，其餘控制點則採用單位歷線法所計算之結果，其基隆河口洪峰流量為4,000cms。
而市府每年皆會定期辦理市轄河道斷面檢測及分析，使可適時清淤來維持各河段整體通洪斷面充足，並可提供河岸碼頭泊地、航道及藍色公路航道之水道需求。

淡水河

淡水河全長約為158.7公里，主要由大漢溪、新店溪及基隆河三大支流匯集而成，流域面積約達2,726平方公里，佔全臺灣地區7.6%，平均坡降約1/22，為臺灣第三大河流水系。河系上游為大漢溪與新店溪，於江子翠匯流，之後稱為淡水河，淡水河流至關渡納基隆河匯入，向北流由淡水油車口注入臺灣海峽。
淡水河流域由於地形特性，上游流域面積產生之大量洪水均匯流於下游臺北盆地河道內，又因為人為開發及天然因素，在臺北橋段造成河槽狹窄。為分擔臺北橋段流量，於大漢溪與新店溪匯流後，開闢二重疏洪道，於關渡獅子頭隘口處，二重疏洪道與淡水河主流、基隆河匯流，主流再由淡水區油車口附近注入臺灣海峽。淡水河主河道至關渡與基隆河會合，沿途形成華江橋下、關渡、竹圍等沙洲地，成為北部最重要的水鳥與紅樹林保護區。
另河系由大漢溪與新店溪匯流口到河口主要為單一流路，屬順直型河川，依據張等(1989)現場採樣分析結果，其河口至竹圍之河床質以粗砂為主要成分，竹圍至關渡河床質以細砂為主，關渡大橋以上河床質則以粉砂質為主，形成原因係淡水河河口河床質受潮流進退影響，上游來砂至河口不易排出而沉積，若再往上游則因潮流之影響減弱，河床質轉為粉砂質為主。

淡水河社子島頭

社子島社六溼地

新店溪

新店溪主流上源為北勢溪，發源於雙溪區鶯子嶺北側標高約700公尺處，向西流至新店區龜山會合支流南勢溪後，之後稱為新店溪。北勢溪發源於棲蘭山，長50公里，南勢溪則以塔曼山、拳頭母山為源頭，長45公里，匯流後至江子翠匯入淡水河，全長約 82公里，流域面積約910平方公里，全河的平均坡降約為 1/54。新店溪流經烏來區、龜山鄉、屈尺、直潭區、新店區、景美區，在公館處納景美溪匯入後成為臺北市南界，續流至江子翠與大漢溪匯流，之後稱為淡水河。新店溪上游為南勢溪與北勢溪，河段兩岸山巒起伏，峽谷地勢雄偉，匯流後直至新店碧潭大橋以下始進入臺北盆地，山坡地面積約佔全流域面積的 89%。集水面積遼闊，因此落差大加上氣候潮濕多雨，且上游四週受雪山山脈主支陵所環抱，目前仍維持自然原始林的風貌，為臺北都會區重要的水源保護地。河床質除於攔河堰附近受攔阻影響顆粒較細外，其餘河段河床質以砂、卵石及礫石為主，粒徑介於30~100公釐間。

新店溪中正橋上游

華江橋周邊

景美溪

景美溪為新店溪主要支流，景美溪發源於雪山山脈北端尾稜之二格山系。流域面積約120平方公里，全長約29.6公里，全河的平均坡降約為 1/67。支流崩山溪和烏塗溪，兩溪在石碇區的鄉治所在合流，流經雙溪口再與大溪漧溪(永定溪)匯流，之後稱為景美溪，然後進入臺北市轄的木柵、景美地區。萬壽橋以上屬於山區型河川，河道受兩岸山勢、台地地形範束，流路蜿蜒曲折，河幅寬窄不一，萬壽橋以下河段則位於臺北盆地內，河道兩岸都市發展已具規模，房舍鄰立、堤防興建完整，河寬、流路受兩岸堤防限制，河床質以砂、礫石為主要成份。

景美溪及新店溪匯流口上游

景美河濱公園

基隆河

基隆河發源於新北市境內之平溪區菁桐山，全長約86.4公里，流域面積約 490.77平方公里。從發源地沿途流經平溪區、瑞芳區、基隆市、汐止區，由南港進入臺北市，至關渡附近匯入淡水河。基隆河約可分為三段：(1)源流段─從發源地到瑞芳。(2)中游段─從瑞芳到南港。(3)下游段─從南港到河口。全河的平均坡降約為1/220，源流段與上游段約為 1/90，中游段約為 1/150，下游段約為 1/3,000。
基隆河自七堵大華橋至介壽橋為上游河谷區，流路曲折穩定，中游為南湖大橋至七堵大華橋，河道蜿蜒，兩岸社區開始密集，為早期基隆河主要淹水區，南湖大橋以下至淡水河匯流口為下游臺北都會區，為臺北防洪計畫範圍，其兩岸防洪構造物完善，高灘地多為河濱公園，流路變化穩定，變動性不高。整體而言基隆河自大華橋以下為緩流河川，河勢蜿蜒曲折，河床質以細砂與泥質為主要成分。