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沂河流域是山东省降水较多的地区之一，据1956 年 ～1979年同步观测系列统计，流域多年平均年降水量为849.1毫米，流域多年平均年径流深为326.3毫米，折合年径流量为35.1亿立方米。根据临沂水文站(控制流域面积10315平方公里)实测资料，最大年径流量出现在1964年，为65.8亿立方米，最小值在1968年，为8.49亿立方米，最大量为最小量的7.8倍。径流量的年内分配有84%集中在汛期6～9月份，其中7、8月份占全年径流量的67.6%。

沂河上游地区，山高坡陡，水土流失严重，据临沂水文站1954 年 ～1967 年 ，1971 年 ～1979年实测资料，多年平均悬移质含沙量为3.10公斤/立方米，多年平均悬移质年输沙量为439万吨。