境内河流密布，有大小河流576条，均属长江流域，汉江东西横贯，嘉陵江南北纵穿。汉江是本区最大的河流，也长江最大的一级支流，发源于本区宁强县玉带河一带，自西向东流经宁强、勉县、南郑、汉台、城固、洋县和西乡等县区，于湖北省武汉市入长江。境内流程277千米，流域面积19692平方千米，年均流量99.8亿立方米。主要支流有一级支流褒河、木马河、湑水河、沮水河、酉水河等11条，总长度959.3千米；二级支流泾洋河、椒溪河、渚河，总长度250.4千米。
汉中市的河流均属长江流域，汉江东西横贯，嘉陵江南北纵穿，米仓山南坡有渠江上游河源区的部分河流。汉江，又名汉水，古称沔水，是长江最大的支流。汉中市位于汉江上游。汉江干流自西向东流经宁强、勉县、南郑、汉台、城固、洋县、西乡等县(区)境，横贯汉中盆地，是本区域内水系网络的骨架。市境内汉江干流长277.8公里，占汉江全长1532公里的18.1%，流域面积19692平方公里，占汉江全流域17.43万平方公里的11.3%，占全市总土地面积27246平方公里的72.3%。
全市多年平均水资源总量146.25亿立方米。其中地表水资源144.1亿立方米，地下水资源31.75亿立方米，地表水和地下水重复计算量29.6亿立方米。
降水：汉中地区地处北半球中纬度，形成全年降水的暖湿空气，主要来自印度洋孟加拉湾，其次是西太平洋。夏季，在副热带高压影响下，孟加拉湾水汽沿西南低涡下部的西南季风北上，经西藏、云南及四川西北部到达本区上空；西太平洋水汽随副热带高压边缘的东南气流输入本区上空。冬季，受极地大陆冷气团(主要是蒙古高压)控制，多西北季风，形成寒冷干燥少雨的天气。春秋为过渡季节，春暖少雨，秋凉多雨，气候湿润。地面植被、水库、河流、田园等所蒸发于空间的水汽参与降水甚微。来自西南、东南的暖湿气流受巴山、秦岭阻隔，使得区内雨量充沛，但由于两山位于西南气流的路径上，由于中低层云系的水汽系统辐合，以及地形抬升和山地垂直影响，使本区南北承接水汽不等，降水量分布悬殊，多年平均降水量为700~1700mm之间。其中南部米仓山最为丰富，成为陕西之冠。
湿度：整个汉中地区年平均相对湿度分布态势，基本呈南大北小。汉江平坝、巴山山地70~80%；秦岭山地73%。一年中冬春两季较小，夏秋较大。9、10月为全年之冠，均在80%~86%；冬季（12、1、2月）三个月汉江平坝、巴山山地为75%~80%；秦岭山地58%~66%。
汉江水系：汉江，又名汉水，境内部分古称沔水，为长江最大一级支流。汉中位于汉江上游，流域范围北起秦岭，南达米仓山，西接嘉陵江流域，东至子午河、茶镇与褚河一带，汉江也是秦岭与巴山的分界线。汉江干流自西向东流经宁强、勉县、汉中市区、南郑、城固、洋县和西乡县境，横贯汉中盆地，是区内水系网络的骨架。
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