概述
黑河是我國常用的河流名稱，以下主要介紹的是河西走廊中部的黑河流域。黑河從發源地到居延海全長 821km，橫跨三種不同的自然環境單元，流域面積約14.29萬km 2 ，北部與蒙古接壤，東以大黃山與武威盆地相連，西部以黑山與疏勒河流域毗鄰。分屬三省（區），上游屬青海省祁連縣，中游屬甘肅山丹、民樂、張掖、臨澤、高台、肅南、酒泉等市縣，下游屬甘肅金塔和內蒙古自治區額濟納旗。
黑河流域是我國西北地區第二大內陸流域，位於河西走廊中部，大致介於 98°—101°30′E，38°—42°N之間，為甘蒙西部最大的內陸河流域。黑河發源於南部祁連山區，分東西兩支：東支為幹流，上游分東西兩岔，東岔俄博河又稱八寶河，源於俄博灘東的錦陽嶺，自東向西流長80餘km，西岔野牛溝，源於鐵里乾山，由西向東流長190餘km，東西兩岔匯於黃藏寺折向北流稱為甘州河，流程90km至鶯落峽進入走廊平原，始稱黑河，上述流域為黑河(幹流)的上游。西支源於陶勒寺，上游稱討賴河，也有東西兩岔，於朱龍廟附近匯合，稱北大河（或臨水河）。黑河從鶯落峽進入河西走廊,於張掖市城西北10km附近，納山丹河、洪水河，流向西北，經臨澤、高台匯梨園河、擺浪河穿越正義峽（北山），進入阿拉善平原。鶯落峽至正義峽流程185km，河床平均比降2‰，為黑河（幹流）的中游。黑河流經正義峽谷後，在甘肅金塔縣境內的鼎新與北大河匯合，北流150km至內蒙古自治區額濟納旗境內的狼心山西麓，又分為東西兩河，東河（達西敖包河）向北分八個支流（納林河、保都格河、昂茨河等）呈扇形注入東居延海（索果淖爾）；西河（穆林河）向北分五條支流（龔子河、科立杜河、馬蹄格格河等）注入西居延海（嘎順淖爾）。
氣候條件
黑河流域位於歐亞大陸中部，遠離海洋，周圍高山環繞，流域氣候主要受中高緯度的西風帶環流控制和極地冷氣團影響，氣候乾燥，降水稀少而集中，多大風，日照充足，太陽輻射強烈，晝夜溫差大。由於受大陸性氣候和青藏高原的祁連山—青海湖氣候區影響，中下游的走廊平原及阿拉善高原屬中溫帶甘—蒙氣候區。根據乾燥度，可進一步分為中遊河西走廊溫帶乾旱亞區及下游阿拉善荒漠乾旱亞區和額濟納荒漠極端乾旱亞區。
黑河流域氣候具有明顯的東西差異和南北差異。南部祁連山區，降水量由東向西遞減，雪線高度由東向西逐漸升高。中部走廊平原區降水量由東部的250mm向西部遞減為50mm以下，蒸發量則由東向西遞增，自2000mm以下增至4000mm以上。南部祁連山區海拔2600—3200m地區年平均氣溫2.0 ~ 1.5℃，年降水量在200mm以上，最高達700mm，相對濕度約60％，蒸發量約700mm；海拔1600 ~ 2300m的地區，氣候冷涼，是農業向牧業過渡地帶。中部走廊平原，光熱資源豐富，年平均氣溫2.8 ~ 7.6℃，日照時間長達3000 ~ 4000小時，是發展農業理想的地區。南部山區海拔每升高100m，降水量增加15.5 ~ 16.4mm；平原區海拔每增加100m，降水量增加3.5 ~ 4.8mm，蒸發量減小25 ~ 32mm。下游額濟納平原深居內陸腹地，是典型的大陸性氣候，具降水少、蒸發強烈，溫差大，風大沙多，日照時間長等特點。據額濟納旗氣象站1957 ~ 1995年資料統計，年平均降水量僅為42mm，年平均蒸發強度3755mm，年平均氣溫為8.04℃，最高氣溫41.8℃，最低氣溫-35.3℃，年日照為3325.6 ~ 3432.4小時，相對濕度32 ~ 35％，年平均風速4.2m／s，最大風速15.0m／s，8級以上大風日數平均54天，沙暴日數平均為29天。
水文特徵
黑河流域可劃分為東、中、西三個子水系。其中西部水係為洪水河、討賴河水系，歸宿於金塔盆地；中部為馬營河、豐樂河諸小河水系，歸宿於明花、高台鹽池；東部子水系包括黑河幹流、梨園河及東起山丹瓷窯口、西至高台黑大板河的20多條小河流，總面積6811km 2 。流域中集水面積大於100 km 2 的河流約18條，地表徑流量大於1000萬m 3 的河流有24條。在山區形成的地表徑流總量為37.55億m 3 ，其中東部子水系出山徑流量24.75億m 3 ，包括幹流鶯落峽出山徑流15.8億m 3 ，梨園河出山徑流量2.37億m 3 ,其他沿山支流6.58億m 3 。
流域地表水時空分布規律主要取決於祁連山大氣降水和冰雪融水的時空分布以及祁連山區水文氣象垂直分帶性、下墊麵條件等。一般來說，山區地表徑流年內分配與降水過程和高溫季節基本一致，徑流量與降水量集中於暖季，春季以冰雪融水和地下水補給為主，夏秋季以降水補給為主，具有春汛、夏洪、秋平、冬枯的特點。年內變化受氣溫、森林植被的影響，呈明顯的周期規律，冬春枯水季節（10 ~ 3月），黑河徑流量占年徑流總量的19.73％，降水以固態形式蓄存，占年降水量的5 ~ 10％。春末夏初，隨氣溫升高，地表徑流量上升，占全年總流量的24.55％，雨季（7 ~ 9月）降水量增加，冰川融水量大，地表徑流達55.71％。黑河幹流出山後進入走廊平原，受人為因素的強烈影響，至正義峽斷面，徑流年內分配明顯發生變化，3 ~ 5月，中游地區進入春灌高峰，正逢河水枯水期，黑河下泄水量很少，甚至出現河床斷流現象，因而正義峽以下，地表徑流量處於年內最低值；6月河水開始增加，7 ~ 9月出現夏汛，9月份灌溉回歸水和地下水大量溢出,形成年內徑流高峰，10月份隨冬灌和降水量減少，河流量再度減少，至11月達到最低值，12月至翌年3月為非農業用水季節，中游用水量減少，地下水（泉）補給穩定，河流量平穩。黑河下游水量年內分配已完全受制於人類活動，年內徑流量變化過程是：5、6、7月河水斷流，8月出現徑流直至9月夏汛，11月後氣溫下降，河水封凍，中游來水減少，直至翌年2月下旬開始融冰，3 ~ 4月形成春汛。上游山區為地表徑流形成區，徑流量的大小受降水，融冰及森林植被覆蓋度等影響，徑流年內分配不均勻，年際變化較大，但變幅比單一降水補給型小。中遊走廊平原區為徑流利用區，下游尾閭湖段為徑流消耗區。
水資源特性
（ 1）河川徑流形成、利用、消失分區明顯
河川徑流可劃分為徑流形成區、徑流利用區和徑流消失區。上游祁連山區降水較多，又有冰川融水補給，下墊面為石質山區且植被良好，是黑河徑流形成區。祁連山出山口以上徑流量占全河天然水量的 88.0％。山區徑流深自山嶺向山腳遞減，自東向西遞減，山嶺徑流中心位於大渚麻河上游，徑流深約500mm左右，逐漸向山口減至5mm。
中遊河西走廊和下游阿拉善高平原南部，降水少而蒸發強烈，下墊面是深厚的第四系沉積層，成為良好的地下貯水場所，一般強度的降水均耗散於蒸發，偶而一次強度較大的降水，也下滲補給了地下水，所以基本上不產流。上游來的河水被大量引用，河川徑流沿程減少，屬於徑流利用區。最下遊河流尾閭附近，地下徑流和餘留的河川徑流以土壤潛水層蒸發和流入居延海水面蒸發的形式，為尾閭地區生態所消耗，屬於徑流消失區。
（ 2）河川徑流以降水補給為主
黑河流域源頭分布有大小冰川 100km 2 ，估計冰儲量27.5億m 3 ，年平均冰川融水1.0億m 3 ，僅占河川天然徑流量的4%左右，其餘96%的徑流量均由降水補給。
（ 3）河川徑流年際變化不大
由於河川徑流受冰川補給的影響，徑流年際變化相對不大，幹流鶯落峽站多年平均徑流 15.8億m 3 ，最大年徑流23.2億m 3 （1989年），最小年徑流11.2億m 3 （1973年），年徑流的最大值與最小值之比為2.1，年徑流變差係數Cv值為0.15左右。 （ 4）徑流年內分配集中
河川徑流年內分配不均勻。 10月～翌年2月，為徑流枯水期，鶯落峽站該時期徑流量占年徑流量的17.4%；從3月開始，隨著氣溫的升高，冰川融化和河川積雪融化，徑流逐漸增加，至5月出現春汛期，3～5月徑流量占年徑流量的14.8%；6～9月是降雨最多的季節，而且冰川融水也多，其徑流量占年徑流量的67.8%，其中7～8月份徑流量占年徑流量的41.6%。
（ 5）中游地表水～地下水轉換頻繁
地表水和地下水多次轉化和重複利用，是內陸河最為獨特的水文現象。河流出山後，流入山前沖積扇，一部分被引入灌溉渠系和供水系統，消耗於農、林業的灌溉以及人畜飲用、工業用水，其餘則沿河床下泄，並沿途滲入地下，補給了地下水。被引灌的河水，除作物吸收蒸騰、渠系和田間蒸發外，相當一部分下滲補給了地下水，地下水以遠比地面平緩的水面坡度向前運動，在細土平原一帶出露成為泉水，或者再向前回歸河流，或者再被引灌，連同打井抽取的地下水，再進行一次地表、地下水轉化。在中游非灌溉引水期的 12月～翌年3月，由於前期灌溉水回歸河道，正義峽斷面的徑流量較鶯落峽斷面大2.5～3.0億m 3 。水資源多次轉換並被多次重複利用的同時，也增加了無效消耗的次數和數量。
土壤與植被
流域祁連山地受山地氣候、地形和植被影響，土壤具明顯的垂直帶譜，主要土類有寒漠土、高山草甸土（寒凍氈土）、高山灌叢草甸土（泥炭土型寒凍氈土）、高山草原土（寒凍鈣土）、亞高山草甸土（寒氈土）、亞高山草原土（寒鈣土）、灰褐土、山地黑鈣土、山地栗鈣土、山地灰鈣土等。流域中、下游地區屬灰棕荒漠土與灰漠土分布區。除這些地帶性土類外，還有灌淤土（綠洲灌溉耕作土）、鹽土、潮土（草甸土）、潛育土（沼澤土）和風沙土等非地帶性土壤。
在下游額濟納旗境內，以灰棕漠土為主要地帶性土壤，受水鹽運移條件和氣候及植被影響，也分布硫酸鹽鹽化潮土、林灌草甸土及鹽化林灌草甸土、鹼土、草甸鹽土、風沙土及龜裂土等非地帶土壤。
上游祁連山山區植被屬溫帶山地森林草原，生長著呈片狀、塊狀分布的灌叢和喬木林，垂直帶譜極其明顯，東西山區稍有差異，由高到低，依次分布：高山墊狀植被帶，分布在海拔3900-4200米，是高山帶流石灘植被組成的寒漠；高山草甸植被帶，分布在海拔3600-3900米，主要是矮草型的蒿草高寒草甸和雜類草高寒草甸等；高山灌叢草甸帶：陽坡分布在海拔3400-3900米，陰坡在3300-3800米，由常綠革葉杜鵑灌叢、落葉闊葉高山柳灌叢和金露梅矮灌叢等植被類型所組成；山地森林草原帶:陽坡海拔2500-3400米，陰坡2400-3400米，是祁連山區森林主要分布帶，主要樹種為青海雲杉、祁連圓柏。此植被帶對形成徑流、調蓄河流水量、涵養水源有著非常重要的作用；山地草原帶，陽坡分布在海拔2300-2600米，陽坡分布在2200-2500米，為山地典型草原、植被稀疏；荒漠草原帶，此帶海拔高度在1900-2300米，在中部低山帶，具有超旱生小灌木，小半灌木組成的草原化荒漠類型複合分布。
中下游地帶性植被為溫帶小灌木、半灌木荒漠植被。中游山前沖積扇下部和河流沖積平原上分布有灌溉綠洲栽培農作物和林木，呈現以人工植被為主的綠洲景觀，是我國著名的產糧基地。下游兩岸三角洲與沖積扇緣的湖盆窪地里，生長有荒漠地區特有的荒漠河岸林，灌木林和草甸植被，主要樹種有胡楊、沙棗、紅柳和梭梭。荒漠植被的植物種類和中游差別不大，呈現出荒漠天然綠洲的景觀。
地質與地貌特徵
黑河流域在大地構造上大體可分為三種基本單元：祁連山地槽褶皺帶、阿拉善台隆和北山斷塊帶及河西走廊拗陷盆地。本區域新生代以來的區域沉積、建造及地下水的賦存與運動是由挽近地質構造運動所控制，中生代以來，明顯進入以強烈的差異性斷塊運動為主的構造運動期。
祁連山是挽近地質構造的強烈隆升區，地勢高亢，是中下游盆地鬆散碎屑物質的來源，降水豐富又是本區各水系的發源地。南部受祁連山構造控制，中游的構造—地貌盆地呈南北兩排展布；南盆地（張掖—酒泉盆地）地勢較高，海拔1400—2200m，盆地內大型洪積扇構成洪積扇型傾斜平原和前緣的細土平原，地質構造上具有山前拗陷或山間斷陷地性質，其南緣與祁連山多為斷層相接，該壓性斷裂與祁連山麓中新生界褶皺一起構成一個阻水屏障，使山區地下水徑流難以直接補給盆地。新第三系或白堊系構成盆地基底，其上沉積了數百米乃至千餘米厚的洪積—沖積相第四系鬆散物質，其間賦存著豐富的地下水。北盆地（金塔盆地）地勢較低，海拔1100～1450m，地質構造上屬邊緣斷陷類型，盆地邊緣亦分布巨大斷裂，基底為新第三系，與南盆地比較，第四系沉積厚度較小，一般小於400米，並受基底斷塊升降運動所控制。額濟納盆地為阿拉善台隆凹陷，其間發育的北東、北西及北北東向構造，將其分割成規模不等的棋盤格式地塊，構成凹陷與隆起相間的特徵。第四紀以來，區域地殼活動比較穩定，額濟納平原是緩慢隆起帶內的沉降區，其相對沉降幅度不大而且具有不均勻性。
上中游與下游具有不同的地貌成因和形態，中上游地貌根據成因和形態特徵可分為三種基本類型，包括強烈褶皺斷塊隆升的高山、斷塊隆升的中高山、褶皺斷塊低山等組成的山地，由震盪上升並被水流割切的梯狀高平原、構造—剝蝕作用形成的低山丘陵等構成的準平原，以及由沖洪積、洪積礫石戈壁平原，沖洪積細土平原及風積平原等組成的走廊平原區。中生代地質構造奠定了下游地區地貌的基本格架，近期乾旱氣候的風化剝蝕作用塑造了現代地貌形態，從成因角度可劃分為三種類型，分別是由低山丘陵、準平原組成的構造剝蝕地貌，由沖洪積平原、沖湖積平原、湖積平原、洪積傾斜平原等組成的堆積地貌以及由固定半固定、壟狀、波狀及複合式沙丘以及其他風蝕地貌組成的風成地貌，其中堆積地貌和風成地貌是主要地貌類型。
乾旱是限制該區經濟與社會發展的主要障礙，也是造成其生態環境極度脆弱的主要原因。河西走廊位於青藏高原北側，在大地形邊緣下沉氣流和亞洲東岸西北氣流控制之下，是世界上同緯度最乾旱的地區之一，黑河流域所處的地帶屬於溫帶氣候區和暖溫帶偏乾旱荒漠氣候交匯地帶，年降水量中游地區介於 200mm—100mm之內，下游地區＜60mm，在終端湖區，甚至不足40mm。根據1951年以來氣象資料統計，中游地區旱災發生年5、6、7月降水總量顯著低於非乾旱年，而這期間正好是該區主要作物—春小麥的生育需水高峰期，其需水量占小麥全生育期的70％—80％，因此，往往造成農牧業生產大幅度下降。
霜凍是大面積危害流域農作物及天然林草生長的主要農業氣象災害之一，霜凍發生時最低氣溫可達-2.0℃～-6.2℃，使玉米、小麥及經濟作物受災面達到80％以上，造成農業大面積歉收，天然林草衰亡。從霜凍發生頻率來看，山區5月中、下旬發生機率最高，達29％和31.9％，其次為6月上旬，達21.7％；平原區以4月下旬和5月上旬為高發期，發生機率達29.1％和20.8％，6月份基本不發生霜凍。
乾熱風作為乾旱區普遍存在的自然災害，在黑河流域也是常見的一種氣象災害現象，其特點是風速不大，但氣溫很高，異常乾燥，能迅速蒸散農作物和土壤水分，導致農作物大量失水而減產。乾熱風危害較為嚴重的區域是海拔高度低於1800米的廣大平原地帶，年平均日數超過5.5天，而在海拔1800—2000米的山前的洪積扇上緣及丘陵地帶，乾熱風危害較輕，年平均日數一般為3.0天左右。
大風是指瞬時速大於17米／秒，相當於八級以上的風。由於受到蒙古—西伯利亞高原反氣鏇的影響，大風是我國乾旱區較為普遍的天氣現象，是危害農作物及林草正常生長的常見災害之一，也是區域沙漠推移及沙塵暴的主要動力。黑河流域各地均有大風天氣出現，一般平原區多於山區，總體上呈現由西北向東南減少的分布趨勢。中游地區年均大風日數20—30天，下游地區40—50天。沙塵暴是風沙危害的主要形式，不同於揚沙或浮塵天氣，它輕則侵蝕土壤表土，埋沒農田，重則驅動沙丘，摧毀農莊，埋田毀林，常造成渠道、村舍、鐵路被毀壞，甚至造成人畜傷亡，是乾旱區特有的毀滅性自然災害。
沙塵暴危害巨大，以 1993年“5.5”特大沙塵暴為例，在受其嚴重影響的新疆東部，甘肅河西走廊地區、寧夏大部、蒙西部等地，農作物受災560萬畝，死亡85人，傷264人，死傷牲畜120萬頭，部分公路鐵路運輸及供電線路中斷，經濟損失達5.5億元人民幣。河西走廊及騰格里沙漠西南緣是西北乾旱區沙塵暴發生的高頻區之一，而且也是重災區，流域沙塵暴日數大部分地區超過13天，金塔及額濟納旗高達20天以上。
黑河上游流冰時間最早為11月上旬，1月初至2月底河封凍，3月中下旬開始解凍。最大岸冰厚度為1.14m，最大河冰厚度為0.88m。
生態環境問題
上游地區的主要生態環境問題是以草原禿斑地和草地沙化、雜毒草蔓延、草地生產力下降、珍惜生物物種數量減少為主要標誌的草地退化，冰川面積減少、冰川末端波動後退。但目前山區水源涵養林草與生物多樣性保護的專門性研究工作十分薄弱，需要加強研究。
中游地區主要的生態環境問題是土地沙漠化與鹽鹼化、水環境污染等。具體表現在：中游部分地區如金塔、高台等地在 1990年以來沙漠化仍呈擴展趨勢；鹽鹼化土地面積有所增加；水污染嚴重且呈發展態勢。西子水系水污染已十分嚴重，東子水系水污染業已達到三級，而且由於缺乏監測與防治措施，河道環境容量較小，潛在污染趨勢不容樂觀，另外淺層地下水鹹化趨勢明顯，城鎮地下水污染趨勢加劇；由於大量墾荒造成草地面積大幅度減少，尚存草地由於高強度過牧而退化嚴重，不合理的產業結構不僅限制了區域經濟的穩定發展，而且加劇了水資源供需矛盾，導致其他諸如土地沙漠化、鹽鹼化等一系列生態環境連鎖反應。
下游地區是黑河流域生態環境劣變最為嚴重的區域，集中表現在終端湖泊消失、眾多天然河道廢棄並形成綠洲內部沙源、天然綠洲萎縮、土地沙漠化發展迅速。不僅使得本區域環境惡化、生物物種減少、經濟與社會穩定發展受到嚴重製約，而且已威脅到整個流域的生態安全和國防建設的環境保障。
陝西省同名黑河流域
黑河流域在渭河右岸支流，流域全在周至縣境內。古稱芒水，以其出秦嶺芒谷而得名；又因其水色黑，故稱黑河。源頭在太白山東南坡二爺海（海拔3650米），南偏東流經厚畛子，過駱駝脖子直至峪口，長91公里， 納大小支流34條，集水面積約1500平方公里，大部分為茂密森林所覆蓋，已有675平方公里劃為國家自然保護區，水源充沛，水質清純，為西安市重要水源地。河水出峪後穿過淺山丘陵區黃土台原，河道展寬至1000米以上，至沙谷堆、董家園變成了三岔河，河水漫漶，河道遊蕩，砂礫一片。再東流納南來的清水、A峪、田峪、赤峪等河，在尚村鄉石馬村投入渭河。
全河長125.8公里， 集水面積2258平方公里， 徑流深362毫米，多年平均徑流量8.17億立方米，1964年最大徑流量12.1億立方米，1929年最小僅3.04億立方米，最大洪水流量3040立方米每秒（黑峪口，1980）。1942（民國三十一年）黑惠渠建成後，計畫灌溉農田16萬畝。幹流自然落差1100餘米，可開發水能2.99萬千瓦。
四川省同名黑河流域
黑河流域位於黃河上游。黑河是黃河上游重要支流之一，發源於四川省紅原縣和松潘縣交界處的岷山山脈西側，向北流經松潘草地後，在甘肅省瑪曲縣東南注入黃河，全長456公里，流域面積7608平方公里。
