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临沂位于山东省东南部,地近黄海,地处长三角经济圈与环渤海经济圈结合点,位于鲁南临港产业带、海洋产业联动发展示范基地、东陇海国家级重点开发区域。城市东连日照,西接枣庄、济宁、泰安,北靠淄博、潍坊,南邻江苏。地跨北纬34°22′~36°13′,东经117°24′~119°11′之间,总面积17191.2平方公里,南北最大长距228公里,东西最大宽度161公里。

临沂地质构造复杂,地层发育比较齐全,从太古界至新生界,除上奥陶统、志留系、泥盆系、下石炭统、三叠系及中、下侏罗统、老第三系古新统、新第三系地层缺失以外,其他各期地层都有发育。主要构造以郯庐断裂带(境内称沂沭断裂带)为主,郯庐断裂带经郯城北北向延伸,纵贯全市,以断裂为界,临西为鲁西台背的一部分,属华北地台范畴,临东为胶南隆起的一部分,属扬子大陆块范畴。

临沂以沂、沭河为中心,西、北、东三面群山环抱,向南构成扇状冲积平原。山地、丘陵、平原面积比例为2:4:4。

山地集中分布在沂水、沂南、蒙阴、平邑、费县、莒南等县。地势较高,一般海拔400米以上。山地植被比较茂密,是发展林果业、畜牧业的主要基地。

丘陵主要分布于山区外围,沂水、沂南、莒南、兰山、兰陵、临沭、郯城、平邑等地都有分布,以沭河以东分布最广,一般海拔200米─400米。

平原有沂沭河冲积平原、山间沟谷平原、涝洼平原。沂沭河冲积平原主要分布在沂水南部、沂南东部、河东、兰山、罗庄、兰陵、郯城。山间沟谷平原主要分布在费县、平邑中部,蒙山前平坦谷地,蒙阴、沂南、沂水等县的山间沟谷之中。涝洼地平原主要分布于兰陵和郯城南部。

临沂境内山脉自北而南,有沂山、蒙山、尼山3条主要山脉,海拔1000米以上的山峰有10余座。其中蒙山海拔1156米,为山东第二高峰,素称"岱宗之亚",久负盛名,享誉中外。境内有不少由流水侵蚀造成的桌状山,当地称为"崮",素称沂蒙七十二崮。

临沂气候属温带季风气候,气温适宜,四季分明,光照充足,雨量充沛,雨热同季,无霜期长。春季回暖快,少雨多风,气候干燥,常有干旱、寒潮、晚霜冻灾害性天气;夏季温高湿重,雨量充沛,盛东南风,洪涝、大、冰雹灾害性天气较为频繁;秋季气温急降,雨量骤减,天气晴和,凉爽宜人,亦有秋旱或连阴雨灾害性天气出现;冬季寒冷干燥,雨雪稀少。

临沂境内水系发育呈脉状分布。有沂河、沭河、中运河、滨海四大水系,区域划分属淮河流域。主要河流为沂河和沭河,有较大支流1035条,10公里以上河流300余条。

沂河主源发源于沂源、蒙阴、新泰交界处的老松山北麓。流经沂水、沂南、兰山、河东、罗庄、兰陵、郯城等县区,南流入江苏省境内后注入黄海,全长570公里,境内流长287.5公里,最大流量每秒1.54万立方米(1957年)。较大支流有东汶河、蒙河、柳青河、祊河、涑河、李公河、白马河等,流域面积10790余平方公里。

沭河发源于沂山南麓,流经沂水、莒县、河东、临沭、郯城等县区,至江苏省境内流入黄海,境内流长197公里,最大流量每秒7290立方米(1974年)。较大支流有浔河、高榆河、汤河、分沂入沭水道、夏庄河、朱范河等,流域面积5320平方公里。属中运河水系的河流有武河、武河引洪道、东泇河、西泇河和燕子河等,都经苍山县境,南至江苏省境流入中运河。属滨海水系的河流有锈针河、相邸河、青口河等,皆入黄海。境内河流均属山洪河道,上游支流众多,源短流急,雨季洪水暴涨,峰高量大,枯水季则多数断流。

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