海河干流是随着海河水系的尾阊成陆而形成的，海河水系主要形成原因有三个:一是流域内西、北、南三面高，东部低的地势，使诸水顺势东流 ；二是黄河北迁提供了条件;三是人为的因势利导。海河水系经历了初步形成、暂解体和再形成的三个阶段。东汉建安年间第一次出现众流归一的扇形河道结构，形成海河水系尾阊雏形。故《水经·沽河》云:"清河者，泒(孤)河尾也。"，清河合淇、漳、洹、滱、易、濡、沽、滹沱等水同入海。此时清河的泉州 (今武清境内)至军粮城入海口段就相当于海河干流那时已形成的部分。300多年后又随之解体。至隋大业四年(公元608年)随着南北大运河建成，海河水系又一次形成。400多年后，黄河于北宋庆历八年(1048)至元符二年(1099)年间三次决口北迁、夺海河入海，海河流域广大地区成为黄河下游。至南宋建炎二年(1128)黄河南徙后，漳卫南运河、子牙河、大清河、永定河、北运河分别注入海河干流，海河水系再一次形成。
宋时，海河为界河下游段，金、元时称为直沽河、大沽河。海河这个名字始见于明末。在清代陈仪著《直隶河渠志》中有:"海河，南、北运河，淀河(大清河)之汇流，白天津东北迄至大沽口一百二十里"，这里的海河即今天的海河干流。记载虽有不确切处，但大体上说明了海河干流的方位、流经地域及最后归宿。从这时起，直沽河等名称才逐渐被海河这个名字所取代，至今约200余年~
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