雁栖河，位于北京市怀柔区境内，是海河水系潮白河支流怀河的主要支流之一。雁栖河得名，因在古代燕国的城邑“燕城”之西，被称为“燕西河”，后演化成“雁溪河”，再变成如今的“雁栖河”。所以雁栖河、雁栖湖之名，既因大雁常在此栖息，也有古音的传承。全长42.1公里。流域面积411.7平方公里。发源于八道河乡对石、西栅于等处山洪沟与莲花池莲花泉，两支汇合，经柏崖厂注入北台上水库。

雁栖河，上游分两支，东支流源于北京市怀柔区八道河乡西栅子、对石等处的山沟，下经五道河、交界河、石片、黑龙潭、官地、神堂峪至石梯子与源于莲花池莲花泉的西支流汇合，经柏岸厂注入北台上水库（雁栖湖）。雁栖湖下游的雁栖河，于怀柔镇王化村南，有沙河从左岸汇入，再南流至大杜两河村东汇入怀河。

据北台上水库监测，自1960年至1989年，雁栖河总流量7.3亿立方米，平均年径流量2457万立方米。1969年8月10日，洪水洪峰流量818立方米侮秒，比1939年的632立方米每秒还多186立力米每秒。经北台上水库蓄洪，下游10个村庄、怀柔火车站、京承铁路、公路均安然无恙。

莲花泉，位于北京市怀柔区范各庄乡莲花池村河西的山脚下。泉水清澈透明，水深常年保持15E左右。涌水量0.2立方米每秒，常年不息。泉水喷出时形成一个高达一尺的水柱，水花四溅，形如白莲花，故名莲花泉，村子也因之得名莲花池村。1949年村民用炸药炸大泉口，想增大泉水流最，结果泉口扩大，压力变小，莲花状的水柱亦消失了。

沙河，源于北京市怀柔区怀北镇枣树林村的各支沟，经锻树岭、峪道河过大水峪长城关门出峡口至邓各庄一段，左岸有来自密云小水峪、牛盆峪的支流汇入，右岸有来自河防口关外的支流汇入。沙河主流经东庄后扩散为三股主流。东股沿宰相庄、安各庄，于张自口村西北汇入雁栖河。中股，俗称二道河子，于南房村西入雁栖河。西股，又称罗家沟，由东流水庄经西大荒中部在工化铁路桥北侧入雁栖河。沙河古称大水谷河，流域而积13.1平方公里，1969年曾出现了每秒316立方米的洪峰，建有大水峪水库。

北台上水库，位于范各庄乡北台上村西北的雁栖河上游，坝顶高程为91.2米，最大坝高31米，坝长493米，坝顶宽5米。水库控制流域而积120.2平方公里，总库容为3800万立方米，兴利库容2413万立方米，死库容387万立方米，设计正常蓄水位85.5米。水库建成后，效益十分显著，1985年水库管理处利用水库优雅环境及广阔水面，开展旅游服务，正式命名为“雁栖湖”。

大水峪水库，位于北京怀柔县大水峪村西北雁栖河支流沙河上。1969年12月动工。1972年5月完工。1978年交付使用。完成土石方13.6万立方米。水库面积0.7平方公里，常年水面面积为52.2万平方米，总库容1460万立方米，控制潮白河支流沙河上游的全部山区55.6平方公里的流域。坝高176米，坝顶长283米；另有溢洪道1座，灌溉输水管道1条，电站1座。年发电量100万千瓦时，年供水800万立方米，灌溉农田0.8万亩，水库周围有古长城。

雁栖河流域内，使用北台上水库水源，建有北台上水库灌区。

灌区渠首在北台上水库，有两条干渠。东干渠由北台上水库输水洞引水，经北台上村南往东，沿京密引水渠北侧到西庄，穿过京密引水渠转而向东，过胜利新村向南经宰相庄，越京承铁路到咐马庄、小辛庄，尾水到大罗山止，全长18.8公里，灌溉面积3万亩。西干渠由输水洞引水，向西沿西山根向西南方途经范各庄、大中富乐，最后到怀柔镇的大屯村止，全长9.8公里，灌溉面积1.5万亩。东、西两条千渠灌溉面积共4.5万亩。