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杭州地处长江三角洲南翼，杭州湾西端，钱塘江下游，京杭大运河南端，是长江三角洲重要中心城市和中国东南部交通枢纽。杭州市区中心地理坐标为北纬30°16'、东经120°12'。杭州西北部和西南部系浙西中山丘陵区；东北部和东南部属浙北平原，河网密布，是著名的鱼米之乡的一部分。全市丘陵山地占总面积的65.6%，平原占26.4%，江、河、湖、荡、水库占8%。
杭州属亚热带季风性气候，四季分明，温和湿润，光照充足，雨量充沛。年平均气温16.2℃，夏季平均气温28.6℃，冬季平均气温3.8℃。无霜期230-260天。年平均降雨量1435毫米，平均相对湿度为76%。
杭州有着江、河、湖、山交融的自然环境。市内有钱塘江、东苕溪、京杭大运河、萧绍运河和上塘河等江河。钱塘江水系包括新安江、富春江。新安江水库是中国东部沿海地区最大的水库，库区面积570多平方公里，蓄水量达178亿立方米，库区内有大小岛屿1078个，故又称"千岛湖"。杭州市中心的西湖，南北长3.3公里，东西宽2.8公里，水面面积5.66平方公里。西湖与钱塘江沟通后，每天引入钱塘江水约30万立方米。市西南部的主要山脉为天目山、白际山、千里岗山，东南部为龙门山。临安市西部与安徽省交界的清凉峰。
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