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弥渡县位于洱海、程海大断裂交汇处北端，地处中甸—剑川—下关断裂带，和东北向西南延伸的永胜、祥云断裂带和以弥渡县苴力镇为源头的西北向东南延伸的红河断裂带以及西南—东北延伸的祥云南定河断裂带四大断裂带的交切延伸处。在县境内，古生代至新生代地层均有外露；中生代三迭、侏罗、白垩系为滨海—浅海相沉积，出露于毗雄河西部及南部，分布比较广泛，以洱海断裂带为界；在新生代，随喜马拉雅造山运动，地壳上升，弥渡坝为断陷堆积盆地，自更新统盆地形成至今，先后堆积了更新统的湖积物、全新统冲击、冲洪积和冲湖积等物。第四系的更新统湖积物、砂岩粘土、砂层、砂砾岩、褐煤层，出露于弥渡盆地西部边缘台地，呈带状分布。
弥渡县地势西北高、东南低，有北向南呈一狭长地性。山脉河流多呈西北—东南向展布，最高点九顶山，海拔3117.9米，最低点牛街乡米苦拉，海拔1223米，高低差为1894.9米。由九顶山巅到南部的最高点天生营（海拔2784.4米），相对高差为333.5米；由北部盆地最低处（海拔1673米）到南部最低点的米苦拉，相对低差为450米。其地貌可分为构造剥蚀地形，中切割中山峡谷山地，溶蚀中山峡谷和山间盆地四大类。全县总面积1523.43平方公里，山多坝少，坝区面积132平方公里，占总面积的8.66%；山区、半山区面积占总面积的91.34%。
县境内山峦起伏，峰谷相间，北南纵列，属云贵高原东脉的南延部分，有西边山山系，东边山山系和南山山系。西边山山系自北而南依次有，九顶山、定西岭、打雀山、一把伞、大黑山、三角顶、老鸦井、老尖山、莲花山、支锅山、太极顶、红岭岗、龙角山、腊鹅山；东边山系自北而南依次有，大轿山、乱洞山、水目山、老深箐山、龙王庙山、后山、五台山、格巴拉山顶、锦标山、大尖山、德苴岩子、新街丫口后山、大立碑；南山山系属云岭山系与哀牢山脉，自北而南依次有，太平山、灵宝山、天生营、弯岭岗山、阿尼山、太平山、铁柱山、锅底塘、罗顶章山头。
县境内有弥渡盆地和密祉盆地，呈阶梯分布，均属断陷堆积盆地。弥渡盆地海拔1673~1800米，位于县城北部，呈北西—南东向展布，长34.5公里，最宽处8公里，最窄处1公里，平均宽5.2公里，面积179.13平方公里，占全县总面积的11.8%，盆周群山环抱，盆中地势平坦，有“九乡一坝”之誉。密祉盆地海拔1900~2000米，高出弥渡盆地200米，属冷凉盆地，面积5平方公里。
“水乡泽国”，水质优良
县内河流属红河上游，元江支流，境内有毗雄河水系、白云河水系、牛街河水系、毗雌河水系和亚溪河，另有28条沙河，组成河网，但都属季节性河流。其中以毗雄河为主干河流，发源于九顶山，自北向南，纵贯全境。上游（史近以上）旧称赤水江，中游（锁云桥以上）称毗雄江，下游称苴力河，接纳东西两面呈羽状分布的16条沙河，浩浩南流。毗雌河水系位于寅街镇西部，由朵祜河、瓦哲河、小密祉河等山地河流组成。白云河水系位于县境东南部，东山山系的南部山谷中，向7条沙河组成。牛街河水系位于牛街乡中部的深谷中，由西部的红梅河、西南部的马鞍河和东南部的团结河3条支流组成。除以上水系外，尚有歇场河、马腊么河、密祉河、礼社江等河流。
弥渡坝子属断陷盆地，东面有古生代碳酸盐、砂页岩、玄武岩、断裂发育，盆中有更新统的湖积、全新统的冲积、湖积堆积层，总厚度达500米以上，因而富含孔隙潜水和承压水，还有较丰富的岩溶水和基岩裂隙水。盆区孔隙水以红岩镇鸡鸣村到地龙河一带最富水，冲湖积层以毗雄河两岸富水。更新统埋藏深，但在盆地中心有较大水量的自流水。县内有径流量较大的潭泉25个，地热水分布较多，已知地表自然温泉6处，为锅底山温泉、白总旗温泉、夹石洞温泉、石咀温泉、高芹温泉、二郎温泉，这些温泉除锅底山温泉为水库所覆外，都水质甚佳，宜饮宜浴，其中位于弥城西南5公里处的高芹温泉流量0.05公方/秒，水温85℃，下建澡堂2间，灌溉良田百余亩，是弥渡最好的地热资源。谷女寺泉位于红岩镇定西岭南麓，水自石灰岩缝中涌出，清澈漱玉，上建谷女寺，风景清幽。
县境内水资源的水温适宜，污染很轻，水质良好，符合饮用水质标准。弥渡县古为丰水之地，但随着自然生态环境的演变，如今已成为水资源较为贫乏之地，需重视水保工作。
气候温和，垂直分异
弥渡县属中亚热带季风气候区，冬无严寒，夏无酷暑，气候温和，没有明显的四季之分，只有干季、雨季之别。立体气候明显，从低热河谷龙树大桥，到高寒山区的朵祜，平均温差7.8℃，具有“一山分四季，十里不同天”、“河谷区热，坝区暖，半山区、山区凉，高寒山区冷”的特征。多年平均气温为16.3℃，最热月的六月份平均气温为21.7℃，最冷月的一月份平均气温为8.9℃，年较差为12.8℃，但气温日较差大，为29.4℃。
弥渡县东部和东南部地区雨水较少，年均降雨量730毫米；西部和北部地区雨水较多，为900毫米或以上，朵祜山区最多，达1000毫米以上；弥渡坝区居中，为750毫米左右。雨量悬殊512.3毫米。
弥渡县常年风向多为西南风，年平均风速为2.4米/秒，大风常出现在春季3~4月份和夏季7~8月份，全年大风（≥17米/秒）日数为10.3天。
弥渡县位于低纬高原，日照长，太阳辐射强。全年日照时数2519.8小时，大阳总辐射148.6千卡/平方立米。由于天气及地形条件的影响，县内各地日照时数和太阳辐射也不尽相同，总的情况是弥渡坝子日照时数多，太阳辐射强；河谷区日照时数少，太阳辐射弱。
生态良好，生物繁盛
弥渡县气候温和、光照充足、土壤肥沃、自然条件好，动植物资源丰富。全县有棕壤、黄棕壤、紫色土、红壤、冲积土、水稻土、盐土7个土类，分别占全县土壤总面积的4.31%、0.29%、41.70%、43.53.7%、0.07%、9.75%、0.35%。花岗岩棕壤适宜于高山栎、箭竹、禾本科矮草生长，紫砂岩棕壤适宜于高山栎、箭竹、杜鹃、苔藓等植物生长；黄棕壤适宜于次生华山松、云南松幼林、禾本科草本植物生长；紫色土适宜于云南松、杜鹃、野山茶、水冬瓜、杨梅、禾本科矮草等植物生长；红壤适宜于云南松、华山松、栎、水冬瓜、杜鹃、桃、梨、山楂、柿树、核桃、杨梅、禾本科矮草等植物生长。全县森林覆盖率57.6%，主要树种有云南松、华山松、山栎、白杨、杜鹃、山茶、滇橄榄、杨梅、水冬瓜等。被列为州自然保护区的县西太极顶，蕴藏着大片原始杜鹃林，马缨杜鹃花仍保持着原始生态群落。花卉资源和中药材资源丰富，古树名木、奇花异卉众多，有家养和野生花卉40多种，中草药113个科，286个种，在全国普查的354种中，弥渡县有146种。县内南山与哀牢山相连，河谷水草丰茂，适宜各种野生动物繁殖生长，有虎、豹、熊、野猪、山驴等野生兽类20多种，雉、孔雀、鹦鹉、画眉、杜鹃、雪雕、白鹇等野生鸟类20多种，另有水产类、昆虫类、爬行类野生动物若干种。
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