濟寧市任城區位于魯西南平原，南四湖北端，環圍濟寧市中區。最大縱距42.5公里，最大橫距29公里，總面積881.1平方公里。整體格局半城半鄉，地理位置優越，處于濟(濟寧)一兗(兗州)一鄒(鄒城)一曲(曲阜)組團結構大城市的腹地，歷來為魯西南重要的商品物資集散地和政治、經濟、文化中心。任城區交通十分便利，京杭運河縱貫南北，新石鐵路、日東高速公路橫貫東西，京福高速公路、京滬鐵路近在咫尺，327、105國道在境內十字交匯，形成四通八達的交通網絡。2004年全區轄9個鎮2個街道辦事處，總人口60.89萬人，人口密度為732人／平方公里。在總人口中，農業人口48.48萬人，非農業人口12.41萬人。
任城區地處魯中南泰沂蒙山麓傾斜平原與魯西南黃泛平原交接洼地的中心地帶，屬山東地臺尼山穹隆與魯西沉降帶之結合部。其地勢構造，大體以老運河為界，西部為魯西沉降帶的邊緣，東部與北部為山東地臺的邊緣。基巖除東部石橋鎮為中生代晚侏羅紀花崗巖外，其余均為古生代二迭紀中性粘土巖或砂巖。其埋深，東部及西北部在1455～303米之間；中南部在300——493米之間。境內斷裂構造，主要有2組南北向斷層：一為劉堤頭斷層，位于中部偏西，自喻屯鎮南田村起經南張鎮劉堤頭村至汶上；二為孫氏店斷層，位于東部，自石橋鎮北王村起經賈莊東南、兗州孫氏店西至李營鎮耿村。北部邊境處尚有一個東西向斷裂帶，西起李營鎮耿村，向東經兗州大滋陽，延伸至曲阜時莊附近，與尼山斷層相交。
境內地層均系第四紀上組松散沉積物堆積。老運河以東為汶泗山麓沖積層：以西100米以上為黃河沖積物夾湖相沉積物，其下為巨厚的粘土物質，系湖相沉積物或山麓沖積平原前緣堆積。90米以內沙層較為普遍集中，多為2～4個含水組，沙層累計厚度一般4.7～25米之間。其中以李營、南張、許莊三個鎮(街辦)較厚，在9～25米之間。濱湖地區較薄，在1.5—3米之間，最大厚度達8米。含水層以中細沙為主，最上層埋深不大于15米，沙層顆粒具有上細下粗，南細北粗的特點。
境內除長溝鎮的張山、王山有下奧陶紀石灰巖出露地表外，其它地貌以平原為主。西部、南部為黃河決口沖積扇形淺平洼地：東部、北部為傾斜平原的緩平崗地，呈崗、坡、洼相間；中部為南四湖脫沼澤化而形成的濱湖洼地。根據境內地形地貌的特征，可分為：一是南部、中部淺平洼地及湖地，高程33一36米，發育著潮土和水稻土：二是北部傾斜平原，高程37～43米，呈崗洼相間的波狀起伏狀態。崗地發育著褐土，洼地為砂姜黑土。而馬場湖、蜀山湖山于排水脫沼淤積，已刀：墾成農田，高程35～37.5米。
任城區處于中緯度暖溫帶季風型大陸性氣候區，具有冬夏季風氣候特點。四季分明，冷熱季和干濕季的區別都很明顯。春季溫度回暖快而變化劇烈，降水稀少，多偏南大風，蒸發量大，氣候干燥，常形成春早，影響春播和小麥的正常發育。夏季炎熱多雨，高溫高濕，并常有暴雨、冰雹和連陰雨的出現。秋季氣溫急降，雨量驟減，多晴朗的秋高氣爽天氣，副高減弱南退，蒙古高壓增強，氣溫急劇下降，一般10月中旬：多出現初霜危害。冬季溫低寒冷，雪少干燥。年平均氣溫13.5℃。最熱月出現在7月份，月平均氣溫26．6℃，極端最高氣溫41．6℃(1960年6月21日)。最冷月出現在1月份，平均氣溫在—l 9℃，日最低氣溫低于—10~C達13天，土壤凍結期110天左右，極端最低氣溫—19.4℃(1964年2月18日)。年平均降水量在707．3毫米，多集中在7、8月份，南部多于北部。降水的年際變化和季節變化都很大。各季降水豐枯懸殊，分布很不均勻，形成任城區“春旱、夏澇、晚秋又早”的氣候特點。但個別年份也曾出現春澇、夏旱或秋澇的現象。
任城區屬淮河水系，南四湖流域。境內梁濟運河貫穿南北，運河以東流勢自東北向西南，均系山洪型河道；運河以西流勢自西向東，為平原型河道。7條主要河道(泗河、洸府河、梁濟運河、洙水河、洙趙新河、蔡河、新萬福河)呈扇形排列，從三面匯入南陽湖，區內還有幸福河、龍拱河、老運河入湖。全區共有36條河道，總長度324.8公里，其中干流7條，二級支流15條，三級支流14條。河網密度0.4公里／平方公里。堤防總長度639.7公里。
泗河發源于新泰縣平頂山兩側，于接莊鎮東貫莊入境，至新閘南入南陽湖。境內右堤長18.6公里，流域面積5.88平方公里。洗府河源于寧陽縣大汶河左岸，于李營鎮何崗村東入境，至石橋鎮石佛村東入南陽湖。境內長24.7公里，流域面積157.69平方公里。匯入的支流有北躍進溝、楊家河、蓼溝河。梁濟運河北起梁山縣路那里，南至濟寧市任城區李集。于長溝鎮陳莊村北入境，至許莊街道李集村南入南陽湖。境內長27公里，流域面積283.14平方公里。匯入的支流有小新河、南躍進溝、幸福溝、老運河。洙水河源于巨野縣毛張莊，于唐口鎮姜莊村南入境，至唐口鎮路口村南入南陽湖。境內長15公里，流域面積77.33平方公里。匯入的支流有老趙王河。洙趙新河源于東明縣穆莊，于任城區喻屯鎮紅廟屯村北入境，至喻屯鎮劉官屯村東北入南陽湖。境內長11公里，流域面積17平方公里。蔡河源于嘉祥縣狼山屯，于喻屯鎮虎頭王村入境，至喻屯鎮大王樓村東南入南陽湖。境內長15．5公里，流域面積78平方公里。匯入的支流有北大溜、小王河。新萬福河發源于成武縣楚樓，于喻屯鎮邵莊寺村西南入境，至喻屯鎮大周村南入南陽湖。境內左堤長9.3公里，流域面積17．7平方公里。南陽湖系眾水匯集之中心，南與昭陽、獨山、微山三湖相連，統稱南四湖。境內東、北、西三面環湖，堤防長36.4公里，湖泊面積60平方公里。
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