西北地区水汽来源比较复杂，又受地理位置和地形的影响，年降水量总的来说从东向西逐渐递减，地区分布很不均匀；加上西北地区的高山又受垂直气候的影响，形成垂直分带性，降水量随着海拔高度的升高而增加；而且由于山体高大，降水较多，在高寒条件下以冰雪积存，形成现代冰川，这是西北内陆山区水资源的特有形式，冰雪融水补给山区的河流和地下水，使得河流的年径流量比较稳定。

1.地表水资源的形成和分布

内陆盆地地表水径流形成于盆地周边的山区而汇入平原，其主要补给来源为降水和冰雪融水，因此降水量、冰雪融水量以及下垫面的条件，对地表径流的形成都有决定性的影响。西北地区的高大山系从东到西连绵数千公里，气候差异很大，特别是受各大山系的分布和高度影响，不仅有地区差异，而且具有明显的垂直分带规律。如河西走廊祁连山屏列于走廊的南面，东西延伸1000多km，东段气候较湿润，西部十分干燥，降水量有自东向西递减的趋势；而新疆的降水量总趋势是北疆多于南疆，西部多于东部，山区多于盆地，周边多于盆地中央。

地表径流的时空分布规律，取决于降水的时空分布规律，一般来说，在其他条件基本相同时，降水量大，则地表径流也大。

由于地表径流量来自山区降水和冰雪融水补给，因此地表径流的年内变化与降水过程和气温变化基本一致。如石羊河流域一般年降水量集中在6～9月，同期的地表径流占全年总径流量的55%～80%，11月至次年3月枯水期的径流量只占5%～18%。对冰川融水补给量比重较大的河流，6～9月的径流量可达全年径流量的84%～89%，枯季时只占3.8%～5.6%（据陈隆亨等）。内陆河流域由于有冰雪融水补给，使得河流径流量年际变化较小。

2.地下水的形成及赋存条件

（1）地下水是按地下水系统形成和分布的，地下水系统决定于地质构造条件。

西北地区是我国地质活动最活跃的地区之一，特别是第四纪以来，地质构造运动总体上以断块差异上升运动为主，并伴有水平、旋钮、断裂和地震活动的发生。被各大断裂分割的不同规模的断块，在相对升降幅度上存在很大差异，形成巨大的山脉和相对凹陷的盆地，随着第三纪以来青藏高原的不断上升，第四纪隆升强烈，上升幅度达5000m 左右，帕米尔高原最高达7500 m 以上，造就了西北地区的显著特征，形成了规模不等的沉降区和隆起区，在沉降区堆积巨厚中、新生代地层，第四系厚度几百米至千余米，为地下水活动提供了基础条件。较大沉降盆地有准噶尔、塔里木、柴达木和河西走廊等，相对下降2000m 左右，塔里木盆地最大达4000m 左右。每个盆地都形成独立的地下水补、径、排系统，这些盆地构成了西北内陆地区的地下水系统。(www.daowen.com)

西北地区由于特殊的地理位置造就的气候条件，降水量主要集中在高山地区，年降水量为400～800mm；冰川和多年冻土发育；草地和森林生长在中高山区；荒漠化在中低山区及山前戈壁区；极度干旱区在盆地中部，年降水量一般不足50mm。在水资源条件较好的山前冲洪积扇缘地带，分布有大面积绿洲。

在每个地下水系统中，有着相同的地下水的补给条件，各盆地除四周中、高山地区降水较充沛外，盆地内气候极为干旱，几乎不产地表径流，平原主要靠山区地表径流出山口后的大量渗漏补给，形成浅层地下水。

山前平原的潜水带，是地下水的主要补给区，河水、洪水和渠系水的渗入是主要补给源。地下水在向下游径流的过程中，部分潜水渐变为承压水，地下水的运动方式从山前平原至盆地中心区由水平运动转化为垂向运动，最后以泉水溢出或向上顶托补给潜水蒸发消耗。

（2）地下水的类型。地下水由于埋藏于不同类型的含水介质中，形成不同类型的地下水。埋藏于第四系松散类含水层中的地下水为孔隙水；埋藏于碎屑岩类含水层中的地下水为裂隙水；埋藏于碳酸盐岩类含水层中的地下水为岩溶水。不同类型地下水的埋藏条件和开采条件有着很大的差异。

西北地区地层发育齐全，前古生界主要分布于秦岭、贺兰山、祁连山及天山的部分地段，岩性主要以片岩、片麻岩为主。古生界在区内变化较大，上古生界岩性多为海陆交互相碎屑岩，中、下古生界为海相碎屑岩，部分地段夹有火山岩和火山碎屑岩，在各山系中均有出露。中生界岩性复杂，三叠系在秦岭、昆仑山为浅海相碎屑岩，在鄂尔多斯地区主要为砂岩、砂砾岩和页岩；侏罗系广泛分布于各山前地带的低山丘陵区，岩性为湖相堆积物；白垩系为陆相、湖盆相沉积，在新疆克孜勒苏地区为浅海相沉积，岩性为灰岩、碎屑岩；新生界第三系为陆相沉积，岩性主要为红色泥岩、砂砾岩等，主要分布在各山间盆地、高原台地和黄土丘陵地区。第四纪地层广泛分布于各大内陆盆地、河谷平原及黄土平原，岩性构成复杂，在各盆地及河西地区，山区多以冰积、洪积和冰水堆积碎屑为主。山前地带，在早、中更新世为冰水、洪积卵砾相沉积，向盆地中心渐变为冲洪积砂与粘土互层积；晚更新世以洪、冰洪积为主，岩性为砂卵石、冰水相砂砾石、砂等。全新统地质沉积条件复杂，多以风沙为主，在西北内陆盆地形成的大沙漠有：古尔班通古特沙漠、塔克拉玛干沙漠、腾格里沙漠、毛乌素沙地等，地层沉积主要为冲、冲洪积、湖积、化学沉积等。

上述地层分布决定了含水介质和地下水类型的分布。总的来说，基岩裂隙水主要分布于盆地周边的山区和盆地中隆起的山岗，孔隙水则主要分布于盆地的山前冲洪积扇平原和盆地中部。由山边向盆地中心，地下水具有明显的分带规律，山前是扇形砾石平原潜水带，然后过渡为细土平原承压水带，最后是湖沼低地高矿化地下水带。

在各盆地中的山前平原，均有第四纪冲洪积扇含水层，贮水条件良好，是每个盆地系统最主要的贮水区。在近山麓地带的第四纪沉积物巨厚，岩性主要为冲积、冲洪积卵砾石层，潜水含水层单一，水位埋深几十米到百余米。从山前向盆地中部，单一大厚度的潜水含水层被冲洪积、河湖积的泥质相隔水层所分离，潜水渐变为承压水，形成西北干旱内陆盆地的山前自流斜地。含水层富水性好，潜水单井涌水量2000m3/d以上，水质优良，一般矿化度小于lg/L的淡水。塔里木盆地的皮山—和田山前平原最大单井涌水量可达5000 m3/d。在倾斜平原的中部，分布潜水和承压水，含水层岩性多为第四纪不同时期的冲洪积砂砾石、中粗细沙等，承压水的自流量可达1000～4000 m3/d。在山前平原下游地区及盆地的中心部位，是含水层的尖灭带，一般都分布着湖积和冲湖积相的细颗粒物质，水位埋藏浅，甚至溢出地表，形成泉水溢出带，在强烈的蒸发作用下，地下潜水矿化度多为1～10g/L的微咸水、咸水。在柴达木盆地的盐湖地区，地下水的盐分积累最多，形成的卤水矿化度达450g/L以上。