黑河是我国第二大内陆河，位于我国西北地区的河西走廊中部，发源于青海省祁连山中段，流经青海、甘肃、蒙古三省（区），干流全长928km。流域东与石羊河流域接壤，西与疏勒河流域毗邻，南起祁连县境内的南北分水岭，北至内蒙古额济纳旗境内的居延海，与蒙古人民共和国接壤。范围介于东经97.1°～102.0°和北纬37.7°～42.7°之间，流域国土总面积约为14.3万km2，包括青海、甘肃、内蒙古三省（区）的14个县（市、区、旗），以及国防科研基地，其中青海省1.0万km2，甘肃省6.2万km2，内蒙古7.1万km2。

黑河流域发源于祁连山的大小河流共有35条，其中集水面积大于100km2的河流有18条，以黑河为干流，为甘、蒙西部最大的内陆河流域。历史上各主要支流均汇入黑河干流，1947年在讨赖河建成鸳鸯池水库后，讨赖河、洪水河湮灭于金塔盆地。按目前地表水力联系及其尾闾归宿可分为东、中、西三个相对独立的子水系，其中东部子水系包括黑河干流、梨园河及20多条沿山支流，流域国土面积为11.6万km2；中部子水系为酒泉马营河至丰乐河诸小河流水系，为浅山短流，归宿于肃南县明花区至高台盐池盆地，流域面积为0.6万km2；西部子水系为酒泉洪水河至讨赖河水系，流域面积为2.1万km2，多为浅山短流，只有洪水河与讨赖河可贯穿酒泉盆地，讨赖河经鸳鸯池水库进入北部金塔盆地后改称“北大河”。由于中、西两个水系逐渐失去与东部水系的地表水联系，目前黑河或黑河流域一般指东部干流水系。

黑河干流以莺落峡、正义峡为界，分为上、中、下游。黑河干流莺落峡以上为上游祁连山区，河道长313km，流域面积为1万km2，年均降水量为350mm，为干流主要产流区，气候阴湿寒冷，植被较好，河道为峡谷型河道，山高谷深、水流湍急，径流量的大小受降水、融冰及森林植被覆盖度等影响，径流年内分配不均匀，年际变化不大。莺落峡至正义峡之间为中游走廊区域，为径流利用区，河道长204km，流域面积为2.56万km2，该区光热资源丰富，两岸地势平坦，土壤肥沃，依靠黑河供水，人工绿洲发育，是甘肃省的重要农业经济区。正义峡以下为下游，河道长411km，流域面积为8.04万km2，为径流消耗区，气候干燥，植被稀疏，除河流沿岸和居延三角洲外，大部分为沙漠戈壁，是戈壁沙漠围绕天然绿洲的干旱地区。(www.daowen.com)

黑河径流区由降水和冰雪融化补给，干流莺落峡站多年平均年径流量为15.8亿m3，梨园河梨园堡站多年平均年径流量为2.37亿m3，其他沿山支流多年平均年径流量为6.58亿m3，各出山口合计多年平均年径流总量为24.75亿m3。黑河流域地下水主要由河川径流补给，地下水资源总量为21.76亿m3。其中，山丘区水资源量为9.36亿m3，平原区水资源量为20.32亿m3，山丘区平原区之间重复量约为7.92亿m3。