紅星二場水資源分布特征為山水、地下水和地表潛流水三種水源，其中地表水（山水、地表潛流水）是農場的主要水源。農業用水主要來自天山五道溝冰雪融水，通過紅星二渠引入場區灌溉；地下水通過機井提取輔助供應工農業生產和生活用水。
一 地表水
五道溝河發源於天山東段的巴裏坤山南坡的月牙山冰達板，自北向南徑流由窮克勒、虎門等8條支流彙合而成，呈樹枝狀水係，自源頭至山口全長40公裏。五道溝河集水麵積為212.2平方公裏，海拔高程在1800～4300米之間，源頭是終年積雪的高山（永久雪線海拔3900米），並有少量冰川，冰川、雪山麵積達18平方公裏，屬融雪型山溪性內陸河流。五道溝河徑流由冰川、積雪融水、降水及基岩裂縫水混合補給；徑流量隨降水量和氣溫的變化而變化。年際變化和年內分配都十分不均勻。
五道溝河徑流季節分配特點是春水缺、夏水豐、秋水少、冬水枯。徑流集中在6～8月。冬季徑流很小，當年11月到來年3月河水流量以基岩裂隙水和泉水補給為主。五道溝多年平均流量為1.602立方米/秒，多年平均徑流量為5052萬立方米；最大年均流量為2.43立方米/秒，年徑流量為7663萬立方米；最小年均流量為1.04立方米/秒，最大年徑流量為最小年徑流量的2.33倍。河內來水年內分配不均，豐水期5～8月的總徑流量為3990.7萬立方米，占全年徑流量的78.99%，最大月平均流量7月份為5.482立方米/秒，是最小月平均流量0.236立方米/秒的23.2倍。
五道溝的洪水有春洪和夏洪。一般年份由於氣溫持續緩慢升高，春洪平穩而夏洪突出；特殊年份春洪也較大，甚至大於夏洪。洪水特點是峰高量小，陡漲陡落，一般24小時即完成一次漲落過程，對防洪工程極為不利。洪峰出現時間一般在6～8月，1993年7月測得洪峰流量為231立方米/秒，是有記錄的最大洪峰，紅星二渠1957～2001年平均每年引用五道溝河水約3087.7萬立方米，因無水庫儲蓄，平均每年有1800多萬立方米河水不能充分利用，從渠道泄洪閘排掉，五道溝曆年供水、引水、排水情況。
為調蓄冬閑水和6～8月份的洪水，20世紀70年代，農場在五道溝修建水庫，因定向爆破失敗而下馬。1992年9月，紅星二場向兵團基建局上報了修建五道溝平原水庫的立項報告，並得到了兵團基建局的批複，1992年12月，兵團勘測設計院對五道溝水庫工程進行可行性研究論證，通過評審，並向哈密市人民政府遞交《關於修建五道溝水庫請求依法劃撥土地的報告》，得到哈密市人民政府的批準。兵團基建局下發了兵基發[1993]2號文，批準對該項工程進行初步設計。1998年12月紅星二場又委托兵團勘測設計院一分院承擔五道溝水庫的初步設計和技術措施設計工作。總庫容設計為500萬立方米，年調節水量可達928萬立方米。但是，由於資金短缺等種種原因，五道溝水庫至今尚未動工修建。
地表潛流水，又稱上排下灌水，是農場特有地形、地貌條件下形成的。由於新老衝積洪積平原之間陡差所致，均有泉水溢出帶，經排水係統、截水溝彙集成一股股潛流水，四季暢流不斷，水質礦化度在1～10克/升，下遊灌區多用於灌溉和泡荒。全場有6條支幹排，其中東一、東二支排、中幹排和東幹截水溝年平均流量為0.2立方米/秒，灌溉期4～9月份水量可增加1倍以上，合計年水量在700萬立方米以上。由於哈密市西山鄉、二堡鎮、園林場在上遊大量打井及本場機井抽水，地下水位急劇下降，6條自然溝在80年代中後期經常斷流，部分幹枯，有的在5～9月灌水旺季有泉水溢出。
二 地下水
哈密盆地北部的巴裏坤山，經多次構造運動，褶皺斷裂極為發育，形成大量的冰雪水及大氣降水的良好通道，為盆地地下水的主要補給來源。地下水進一步下泄，通過衝、洪積扇的徑流區，到達細粒物質的亞粘土、中細砂、中粗砂地區，因此，坡降、滲透速度、孔隙速度變小，使地下水位抬高，形成了場區地下水的基本運動規律。場區地下水的補給，除上述主要來源外，還有渠道、農田的滲漏。場區地下水總補給流量為2300萬立方米/年。