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广州市境内河流水系发达，河网交错，共有河流、河涌1 368条，总长5 597.36千米；中心城区河涌231条，总长913千米。河流主要归属珠江三角洲水系，仅花都区的迎咀河和从化区的潖二河属北江水系。水系资源丰富，水体形态多样，东北部多以山区河流为主，流域边界明显，主要河流有流溪河、白坭河、增江；南部主要为西、北江下游水道和珠江广州河段汇流交织而成的河网，大小水道、河涌纵横交错，水网密布，流域边界不明显，主要水道包括珠江广州河段、陈村水道、市桥水道、沙湾水道和虎门、蕉门、洪奇沥三大入海口门等。
广州市属南亚热带季风气候区，具有温暖多雨、光热充足、温差较小、夏季长、霜期短等气候特征。年平均气温21.4~21.8℃，日均气温0℃以上，年降雨量1 229.6~2 491.3毫米，多年平均降雨量为1 830.2毫米，雨季（4—9月）降雨量占全年的85%左右，降雨量山区多于平原，北部多于南部。
广州市水资源的主要特点是本地水资源较少，过境水资源相对丰富。本地平均水资源总量79.80亿立方米，其中地表水78.81亿立方米，地下水14.87亿立方米，地表水与地下水的重复量为13.88亿立方米。全市本地水资源可利用总量约为28.38亿立方米，占全市本地水资源总量的35.57%。过境水资源量为1 860.24亿立方米，约为本地水资源总量的23倍，其中多年平均可利用量为397.96亿立方米。过境水资源主要集中在南部河网区和增城区。