甘肅省位於我國東部濕潤區向西北幹旱區的過渡地帶，地表水係的一大特征是既有內流河，又有外流河。境內河流以烏鞘嶺-毛毛山-景泰縣北部一線為界，以西是內流區域，以東是外流區域，分屬長江（主要是嘉陵江）、黃河、內陸河3大水係。全省多年平均自產水資源量為286.2億m3，不重複的地下水資源量為8.4億m3。其中，內陸河流域多年平均水資源量為55.6億m3，黃河流域129.2億m3，長江流域101.5億m3。根據統計，全省年徑流量大於1億m3的河流有78條。其中，內陸河流域有獨立出山口、年徑流量大於1億m3的河流有15條，黃河流域27條，長江流域年36條。
第一節 嘉陵江水係
長江流域地處甘肅省南部，境內流域麵積3.84萬km2。該區水源充足，冬季不封凍，河道坡度大，多峽穀，有豐富的水能資源，包括嘉陵江水係和漢江水係。其中屬於漢江水係的八廟河，源於太陽山，省內河長不足20km，流域麵積僅為170km2。下麵主要對嘉陵江水係進行描述。
一、水文特征
嘉陵江古稱漾水、潛水，發源於西秦嶺。主流經陝西鳳縣、甘肅兩當、徽縣、陝西略陽，在白水鎮與發源於甘肅天水的西漢水彙合。之後經陽平關進入大巴山，在四川省廣元市元壩區昭化鎮與正源白龍江彙流。南流經蒼溪縣、閬中市、南部縣、蓬安縣、南充市、武勝縣而達重慶的合川區，先後與自西北向東南流的碚江和自東北向西南流的渠江在合川附近彙合，構成巨大的扇形向心河網，經北碚區於重慶市彙入長江。全長1119km，流域麵積近16萬km2，年徑流量約682億m3，居長江八大支流之首。嘉陵江流域地勢為西、北、東高，東南麵最低。上遊地跨秦、巴山地，河流穿行於秦嶺、摩天嶺、米倉山等崇山峻嶺之中，山川起伏達400m～1000m。由於河穀深切，形成峽穀，水流湍急。特別是昭化以上的嘉陵江上遊段，河道長357km，平均比降3.8‰，不少地段河穀為V形，坡穀陡達40°以上，支溝或溪流出口處多有衝積錐或洪積扇，如遇暴雨，經常誘發崩塌、滑坡、泥石流等自然災害。昭化至合川為中遊，河床平緩，水麵寬闊，河曲發育,可以通航。合川以下為下遊,河道流向與四川盆地東部平行嶺穀相交，切穿華鎣山南延3支脈後,形成風光奇麗的瀝鼻、溫塘、觀音3峽穀。
甘肅省主要屬於嘉陵江的上遊,流域內降水充沛，水土流失嚴重，河水含沙量大。嘉陵江水係呈樹枝狀，支流眾多，流域麵積在500km2以上的支流有17條，如甘肅省境內的白龍江、白水江、西漢水等，便是其中的較大支流。白龍江為嘉陵江上遊的最大河流，是中國西部亞熱帶與暖溫帶的分界線，與秦嶺、淮河同為中國地理上重要分界線。源出甘南高原西傾山東端的郭爾莽梁德合拉卜哉峰（海拔高度約4190m）東北麓、碌曲縣的郎木寺附近，曲折東南流，經四川省若爾蓋、迭部、舟曲、宕昌、武都、康縣、文縣等縣、區，在文縣中廟鄉罐子溝流出甘肅境，於四川昭化縣舊城注入嘉陵江。河道全長 576km，流域麵積 3.18萬km2，年徑流總量108億m3；甘肅境內河長475km，流域麵積2.72萬km2，年徑流總量93.8億m3，5月～10月占75％左右。河道穿行於山區峽穀，平均比降4.83％，天然落差2783m，水流湍急，不利航行。主要支流有達拉溝、多兒溝、臘子溝、小岷江、拱壩河、白水江及四川省境內的青川河等。白龍江自武都以上為上遊，武都至碧口為中遊，兩岸大都為斷續曲折的峽穀。在文縣玉壘鄉關頭壩，有白水江自西彙入，讓水河自西南彙入，水量較大，兩岸平緩。碧口至昭化一段為下遊，又彙入團魚河，水勢平坦，流速較小，可通行船隻。流域年降水量600mm～900mm,山區林草茂密，水土流失輕微，年侵蝕模數小於500t/km2。在舟曲-武都段，特別是北峪河流域，紅層、黃土覆蓋區夏秋多泥石流災害。白龍江多年平均流量298m3/s，水能蘊藏量432萬KW，1976年建成碧口電站，裝機30萬KW。
白水江位於甘肅省隴南地區，是白龍江最大的一級支流。正源黑河，源出甘、川交界岷山山脈中段的郎架嶺東北，自西北向東南流至黑河塘後始稱白水江，東南於柴門關入甘肅省文縣境，被納中路河、馬蓮河，南彙白馬河、丹堡河，東至文縣玉壘鄉關頭壩彙入白龍江碧口水庫。流域麵積8134km2，幹流全長296km。其中四川境內189 km，甘肅境內107 km，河道平均比降10.1%。省境年徑流總量35億m3，以降雨補給為主。白水江地處岷山餘脈，源頭最高峰海拔4310m，除溝穀屬北亞熱帶濕潤氣候外，大部分暖溫帶濕潤氣候，植被為亞熱帶常綠闊葉、落葉闊葉林，針闊混交林和高山草地。野生動物有450餘種，動物區係屬古北界和東洋界的過渡地帶，是中國大熊貓、 金絲猴、扭角羚等國家一級保護動物分布的最北界。
西漢水（古名漾水）源出天水市秦城區齊壽鄉嶓塚山（現名齊壽山），嘉陵江支流。相傳古時沿江有犀牛，又名犀牛江。它有南北兩源，南源發源於寨子山，北源發源於長板梁，於天水鎮彙合始稱西漢水。西漢水自東北向西南流經天水鎮、鹽關鎮、長道鎮，有西和河、固城河、燕子河彙入。在禮縣順利峽折轉向南，納洮水河、清水河後轉向東流，經西和縣南彙太石河，成縣、康縣納秦家河、平洛河，至陝西省兩河口注入嘉陵江。全長286.3km，流域麵積9657km2。年徑流總量16.7億m3，以降雨補給為主，81%集中在5月～10月。上遊流經黃土丘陵溝壑區，植被稀少，水土流失嚴重，河流最大含沙量578kg/m3，居隴南山區諸河之冠。屬山區性河流，比降大，水能蘊藏量21.62萬KW。
二、江源正名
關於嘉陵江的源頭，漢唐之際認為源出嶓塚山之漾水；宋代以後多認為源於陝西省鳳縣西北涼水泉溝的嘉陵穀，這是需要辨誤的。
從曆史典籍看，《尚書?禹貢》有“嶓塚導漾，東流為漢”的記載，最早把漾水作為漢水的上源。古人誤以為西漢水係漢水上源，故班固、鄭玄、《水經》作者都認為西漢水上源為漾水，其源頭是嶓塚山，在今甘肅天水市和禮縣之間。如《漢書 地理誌》卷28下《隴西郡》記載：“上邽，安故，氐道，禹貢漾水所出，至武都為漢。……。羌道，羌水出塞外，南至陰平入白水，過郡三，行六百裏。……。禹貢嶓塚山，西漢所出，南入廣漢白水，東南至江州入江，郡過四，行兩千七百六十裏”。此段記載，表明《漢書 地理誌》認識到羌水（白龍江上遊）亦為源頭之一。約成書於三國時期的《水經》也說：“漾水出隴西氐道縣嶓塚山，東至武都沮縣為漢水”。這種錯誤同樣也出現在酈道元的注文中,《水經注》卷20《漾水》：“《華陽國誌》曰，漢水有二源：東源出武都氐道縣漾山，為漾水，《禹貢》導漾東流為漢是也；西源出隴西西縣嶓塚山，會白水逕葭萌入漢，始源曰沔”。酈道元引《華陽國誌》和《禹貢》作注，認為西漢水就是漢水的西源，東西兩源彙合，稱為沔水（漢水古稱）。“會白水逕葭萌（今四川廣元附近）入漢”，“會白水（今白龍江下遊）”是不錯的，但“逕葭萌入漢”顯然是附會。其實，東至武都沮縣的不是漢水，而是西漢水。由於西漢水和漢水是兩條完全不同的河流，後人既知西漢水並非漢水上源，因又指陝西寧強縣北漢源所出之山為嶓塚。
“嘉陵”一名最早見諸於《漢書 地理誌》卷28《武都郡》：“武都，東漢水受氐道水，一名沔，過江夏，謂之夏水，入江。天池大澤在縣西。莽曰循虜。上祿，故道，莽曰善治。河池，泉街水南至沮入漢，行五百二十裏。莽曰樂平亭。平落道，沮，沮水出東狼穀，南至沙羨南入江，過郡五，行四千裏，荊州川。嘉陵道，循成道，下辨道”。《水經注》卷20《漾水》關於今嘉陵江上源記載如下：“濁水又東南，與河池水合。水出河池北穀，南逕河池戍東，西南入濁水。濁水又東南，有兩當水注之。水出陳倉縣之大散嶺，西南流入故道川，謂之故道水，西南經故道城東”。說明南北朝時，今陝西鳳縣、甘肅兩當縣境內的嘉陵江上源仍如前世，稱之為“故道水”或“兩當水”。
直到唐代，關於嘉陵江正源的認識尚不出《水經注》的範疇。《元和郡縣圖誌》(書成於813年）卷22《山南道三 利州》緜穀縣記載：“西漢水，一名嘉陵水，經縣西，去縣一裏……。（葭萌縣）北至州（緜穀）一百一十五裏……。嘉陵江，在縣城南”，首次指出西漢水為嘉陵江正源。而關於今陝西鳳縣、甘肅兩當縣境內的嘉陵江上源依然指定為“故道水”。如《元和郡縣圖誌》卷22《山南道三 鳳州》梁泉縣：“本漢故道縣地……。故道水，出陳倉縣之大散嶺，西南流入故道川”。
從宋代開始，才有關於嘉陵江源出今陝西鳳縣分水嶺的記載。如《元封九域誌》（書成於1080年）卷3《陝西路 鳳州》梁泉縣有“有安龍山、三鬆山、嘉陵江”的記載，應係最早明確鳳縣秦嶺為嘉陵江源頭的地理書籍。《方輿勝覽》（書成於1239）卷69《鳳州 山川》關於嘉陵江正源的記載更為明確：“源出大散關之西，去州九十裏，循城下入兩當、河池”。由於古人的活動範圍和考察手段畢竟有限，隨著今天科學技術的發展，對河源認定理論的不斷完善，再加之對實地考察的日益深入，使不少典籍對江河源頭的認定逐漸受到挑戰。從綜合分析角度看，嘉陵江的正源其實應是源出青藏高原東緣西傾山的白龍江。
白龍江古名“桓水”、“羌水”和“白水”。《尚書 禹貢》“西頃因桓是倈，浮於灊（嘉陵江），逾於沔（漢水）”的“桓水”，即指今白龍江。《水經注》卷32《羌水》記載：“羌水出羌中參狼穀。彼俗稱為天池白水矣。《地理誌》曰：出隴西羌道。東南流逕宕昌城東，西北去天池五百裏……。羌水又東南，陽部水注之。水發東北陽部溪，西南逕安民戍，由西南注羌水。又東南逕武街城西南，又東南逕葭蘆城西，羊湯水入焉。水出西北陰平北界湯溪……羌水又東南流至橋頭，合白水，東南去白水縣城九十裏”。《水經注》卷20《漾水》：“白水西北出於臨洮縣西南西傾山，水色白濁，東南流與黑水合。……。白水又東南，入陰平……。白水又與羌水合，自下羌水又得其通稱矣。……。東南流，注漢水”。此處的“白水”應係白龍江支流白水江，因與“羌水”在文縣玉壘鄉薛家坪彙合，所以“白水”亦指白龍江。如唐《元和郡縣圖誌》卷22《山南道三?利州》記載：“白水，一名羌水，經（景穀）縣西一裏”。
地理學關於確定河源的原則、依據主要有5條：（1）河流長度。較多的人讚成以水流最長者為正源，即“河源唯遠（長）”；（2）流量大小。以水量大者為正源，即“流大為源”；（3）流域麵積。在河流水係分布圖上，流域麵積最廣的支流為正源；（4）河流方向。主張河道上下遊的一致性，以形似幹流方向上的自然延長者為正源，即河源與幹流流向較一致；（5）河穀發育。按照河穀發育早晚，河穀形成較早的河流為源。根據實地考察以及對精確的地圖、遙感圖像的判讀和查閱有關曆史資料，可以確認白龍江在在河長、流量、流域麵積、源頭海拔高度等多方麵遠優於宋代以來傳統意義的嘉陵江正源。白龍江源頭泉水的旺盛，即使幹旱年份也水流不斷；而鳳縣泉水微小，河床經常斷流。因此，我們不宜再繼續因循舊的曆史習慣，而應是積極影響、改變人們過去的不準確認識。誠如伍光和教授早年所指出，近20年內我國科學家查明了長江正源，更正了黃河源流，相信把白龍江確定為嘉陵江正源隻是一個時間問題。
第二節 黃河水係
黃河為中國第二大河，世界著名河流。源出青海巴顏喀拉山北麓，流經青海、四川後進入甘肅境內。
一、幹流特征
黃河幹流全長5464km，流域麵積75.24萬km2。黃河自青海瑪多一下，沿阿尼瑪卿山麓東南流，經甘青、甘川之間，又轉向東北，至唐克彙白河後，急轉向西北流，經甘肅省瑪曲縣，又沿阿尼瑪卿山東北麓複入青海省，稱黃河第一曲，河段長392km。入青海境後又轉向東流，穿過龍羊、鬆巴、李家、公伯、積石等峽穀複入甘肅，流經積石山、臨夏、東鄉、永靖、蘭州、榆中、皋蘭、白銀、景泰等縣市，過虎峽入寧夏回族自治區，此段河長480km。在甘肅境內兩段共長872km，流域麵積14.33萬km2。由西南向東北橫貫甘肅省中部，有大夏河、洮河、湟水、莊浪河、祖厲河等支流注入。此外，尚有黃河的重要支流渭河、涇河發源並流經本省中、東部。
流經本省中部的黃河大致呈S型，因切穿祁連山東延餘脈（古老基岩）多條，形成峽穀和盆地相間的串珠狀地形。自西南向東北，本區依次有11個峽穀與10個盆地，如積石峽-大河家盆地、寺溝峽-永靖（或蓮花城）盆地（現為劉家峽水庫所占）、劉家峽-大川（或半個川）盆地、鹽鍋峽-達家川盆地、八盤峽-蘭州盆地、小峽（又名桑園峽）-什川盆地、大峽-水川（又名青城）盆地、烏金峽-靖遠盆地、紅山峽-老龍灣（壩灘）盆地、米家峽-五佛寺盆地、黑山峽-中衛盆地（在寧夏境內）等。上諸盆地中，以蘭州盆地麵積最大，約320km2，靖遠盆地次之，約290km2,什川盆地最小僅16 km2。除鹽鍋峽與紅山峽由較疏鬆的甘肅群紅層組成外，其餘各峽穀由堅硬的火成岩與變質岩組成。諸峽穀以黑山峽最長，達65km；八盤峽最短，僅6km。峽深100m～200m或400m～500m不等，落差巨大，水流湍急，水力資源豐富。峽穀是黃河上遊著名的水能富集帶，為大型綜合性水利工程的良好地址，形成多級開發的有利條件。除劉家峽、鹽鍋峽、八盤峽均已建成梯級水電站外，其餘峽穀的水能尚待開發利用。被峽穀分開的寬穀盆地川台區，階地寬闊，灌溉便利，農業發達，為本省曆史文化及工農業經濟發展的重心所在。
除黃河幹流的串珠狀地形外，支流上也有不少河穀盆地，如洮河中遊的臨洮盆地、莊浪河的永登盆地、大夏河的臨夏盆地、宛川河的榆中金崖盆地以及祖厲河的定西、會寧盆地等。這類盆地兩端不一定都有峽穀阻隔，主要是流水側蝕拓寬河穀的結果。東南部的渭河上遊及其支流葫蘆河也有峽穀段和較寬的河穀盆地，較大的盆地有天水、三陽川、甘穀-武山、隴西-首陽等盆地。黃河流經的主要是幹旱、半幹旱和半濕潤地區，氣候幹燥，年降水量300mm～600mm之間，加之蒸發強，徑流量相對貧乏。雖係我國第二大河，年徑流量僅為480億m3，還不及長江一條中等大小的支流（如烏江549億m3）。同時，黃河河床呈峽穀段、寬穀段交替出現，幹流流程水量時增時減，流速時大時小，頗為獨特。龍羊峽以上流經高原，水分消耗極少，水量較多。龍羊峽以下，有洮河、湟水來彙，水量顯著增多。按利律站計算，蘭州以上流域麵積占利津以上集水麵積的29.6%，而水量卻占72%，是全流域最主要的增水區。蘭州以下，特別是青銅峽至河口鎮間，注經幹旱、半幹旱地區，既無支流彙入，又由於灌溉農業發達，加之工業、城市生活用水量大，水量反而減少。例如蘭州至包頭段流域麵積增加20%，徑流量卻減少60億m3，至河口鎮（247.8億m3）比蘭州減少了23%。河口鎮以下的中遊段，先後有汾、洛、涇、渭等支流彙入，水量才大為增加，至陝縣站為423.5億m3。花園口至利津為地上河，無支流彙入，兩岸滲漏嚴重，加以引黃灌溉耗水量大，故水量又趨減少。上世紀70年代以來，在下遊還曾出現過多次斷流無水現象。
二、洮河
洮河在省境中部偏南，是黃河水係的一級支流、甘肅省第3大河。藏語稱“碌曲”，意為龍水或神水。源出碌曲縣西南西傾山與李恰如山間的勒爾當草原，上源名代桑曲，東南流經李恰如山東麓折向北流。彙西來之延曲後，東北流納周曲、科才曲，再東流經碌曲、臨潭、卓尼等縣，彙下巴溝、車巴溝、卡車溝、大峪溝、迭藏河，至岷縣茶埠急轉向西北，彙羊沙河、冶木河，穿白石山區的石門、出九甸峽與海奠峽後入臨洮盆地，右有南川河、東峪河，左有三岔河、廣通河彙入，於永靖縣注入黃河。洮河自源頭至劉家峽水庫，形如一橫臥的“L”字形，全長673km，流域麵積2.55萬km2。
根據自然特點，洮河幹流分為三段：岷縣西寨以上為上遊，河道長384km，平均比降為4.9‰，河穀開闊，地勢平緩，水流穩定；西寨至臨洮縣的海奠峽（倒流河口）為中遊，河道長148km，平均比降2.8‰，河道彎曲多峽穀，水流湍急，峽穀具有優良壩址，利於引水和發電；海奠峽以下為下遊，河道長141km，平均比降2.5‰,穀寬灘多。海奠峽以上多土石高山，碌曲以西屬山原草地，為天然牧場；碌曲以東兩岸林木茂盛、產少量木材，寬穀有農田，峽穀具優良壩址，利於引水和發電。海奠峽以下的臨洮盆地和支流廣通河的廣河盆地等，都是寬廣平緩之地，氣候適宜，水源條件好，灌溉農業發達。建有百萬立方米以上水庫4座，洮惠、溥濟、通廣、臨康等渠道灌地均在萬畝以上，農產豐富。
洮河流域穿越我國地質的一、二級階梯，地跨兩大地貌單元，即甘南高原和隴西黃土高原。二者大致以西秦嶺山脈分支延伸的白石山、太子山、南屏山一線為界，南部為甘南高原，北部屬隴西黃土高原。流域東以鳥鼠山、馬啣山與渭河、祖厲河分水，西以長嶺山與大夏河為界，北鄰黃河幹流，南抵西秦嶺山脈。溝門村站多年平均流量172m3/s，年徑流量53.0億m3，主要來自上、中遊地區，岷縣以上年徑流量占全流域的72%，而控製麵積隻占流域麵積的59%，平均每平方千米徑流模數為25萬立方米，高出黃河流域平均數的2.3倍。洮河對流經的甘肅省各縣生產生活均有重要意義，其人均水量和畝均水量分別相當於甘肅省平均數的225%和272%。目前，流域內用水量有限，隻是下遊農業區對灌溉的依賴性較高，預計今後灌溉麵積發展將不超過100萬畝，需水4.7億m3，加上工業及城鄉生活用水，年需水量約6億m3，隻占地表水資源量的11%多。因此，洮河有大量水資源可以外調。洮河水力資源開發條件好，其理論蘊藏量為225萬千瓦。目前流域水資源利用率隻有7.2%，水能資源的開發利用率還不到1%。水利水電資源的開發前景十分可觀。
洮河年輸沙量2910萬t，平均含沙量約5.5kg/m3，僅為黃河流域平均數的1/6，是一條少沙支流。下遊兩岸黃土覆蓋深厚，丘陵起伏，地形破碎，植被稀少，水土流失嚴重，是洮河泥沙的主要來源區。洮河年輸沙量雖不多，但對劉家峽水庫的影響卻很大。劉家峽水庫，於1968年10月正式蓄水運用以來，1972年汛後在洮河口的黃河幹流河段形成了攔門沙坎，到1981年已淤成一道長達10km的沙坎，猶如在水下修了一座寬體緩坡均質土壩，坎頂距劉家峽大壩僅800m，對劉家峽水電站發電有明顯影響。當劉家峽水庫低水位運用時，由於沙坎上水深很淺，已有很明顯的阻水作用。若遇洮河洪水，大量水草和泥沙隨水流而下，直抵壩前，對攔汙柵造成極大威脅。因此，加速治理洮河下遊水土流失區，減少洪水泥沙入庫，不但是洮河本身治理的需要，同時也是劉家峽水電站迫切的要求。
由於地形高差大，全流域內氣候有明顯的垂直分帶，由上遊到下遊，年平均氣溫2.3℃～7.0℃，降水量613mm～312mm，無霜期46天～145天。洮河中上遊多峽穀、險灘，水流湍急，浪花飛濺。每逢冬天，氣候寒冷，飛起的浪花旋即結成冰珠，落到水中不融化，所以河麵上就形成了許多細碎滾圓的冰珠，稱為“珠子淩”。這些珠子淩浮在水麵，順流而下，似串串珍珠在波濤中流動，故有“洮河流珠”之說。洮河除了流珠奇景之外，還為書畫愛好者孕育了文房四寶之一——硯台，被稱作“洮硯”。洮硯是中國三大名硯之一，具有堅細瑩潤、色澤雅麗、發墨細快、保濕利筆等特點。北宋著名鑒古家趙希鵠說：“惟洮河綠石，北方最貴重。綠如藍，潤如玉，發墨不減，端溪下岩，然後在臨洮大河深水之底，非人力所致，得之為無價之寶”。這種硯石出自古洮州（今卓尼縣）翱河東岸喇嘛崖。該地山陡水急，三麵環水，水勢激險，硯石就在懸崖峭壁之間，采掘極其不易。正因洮硯如此名貴，才使得曆代書畫家倍加珍重，並常詠詩相讚。北宋黃庭堅寫道：“舊聞岷石鴨頭綠，可磨桂溪龍文刀。莫嫌文吏不知武，要試飽霜秋兔毫”。“岷石”即洮硯，因洮河流經岷州，故稱。黃庭堅還有一首《以團茶、洮州綠石硯贈無咎、文潛》詩，讚曰：“洮河綠石含風漪，能淬筆鋒利如錐，請君元祐開皇極，第入思齊訪落詩”。黃庭堅在這裏是勉勵文潛（即張文潛）用自己贈送的洮硯為皇帝著業撰文，載入史冊。張文潛回贈黃庭堅的詩中說：“明窗試墨吐秀潤，端溪歙州無此色”。由此可見，洮硯世世代代被文人墨客所深深地喜愛著。
三、湟水和大通河
湟水是黃河上遊的重要支流之一，又名西川、西寧河。源出青海海晏縣大通山南麓的包呼圖山，順北西西向流經大通-達阪山與拉脊山之間的縱穀。至湟源縣納發源於日月山之藥水河，至湟中縣又納水峽河，至西寧市有北川河、南川河與沙塘川分別自南北流入。此下經平安、互助、樂都、民和，彙入的支流更多，以在享堂彙入之大通河為最大。至甘肅省蘭州市與永靖縣間注入黃河八盤峽水庫。兩岸彙入較大支流有40餘條，除大通河外，多與幹流垂直，呈羽狀水係。幹流全長374km，流域麵積3.29萬km2。由於流域有不同的岩性與構造區，因而發育成一係列峽穀和盆地形態。峽穀有巴燕峽、紮馬隆峽、小峽和老鴉峽等。峽穀一般長5km～6km，其中老鴉峽最長，達17km，兩壁陡峭，穀窄而深。盆地有西寧盆地、大通盆地、樂都盆地和民和盆地，其中以西寧盆地為最大。湟水穿流於峽穀與盆地間，形成串珠狀河穀。下遊河穀寬闊，富水力資源，灌溉便利，孕育和發展了湟水流域的農業文明。
據《後漢書 西羌傳》記載：春秋時期以前，湟水流域“少五穀，多禽獸”，人們主要依靠射獵為生。周考王五年（前436）羌人無弋爰劍由秦國逃到河湟後，把從秦地學到的農牧業生產技術和經驗傳播到這裏，河湟地區的農牧業生產逐漸發展起來了。西漢趙充國屯田河湟，引水灌溉農田6萬餘畝。當時為了有利於屯田區的交通，還橫跨湟水建橋約70座。直到宋代何灌在西寧等地興修水利時，漢唐故渠仍然可考。至清乾隆年間，湟水兩岸已有引水渠道約200條，灌田38萬畝。清代初年西寧道僉事楊應琚描繪湟水流域“漠漠皆良田”、“溪外一片沙鷗白，麥中幾片菜花黃”，清人張思憲也有詩句讚曰：“湟流一帶繞長川，河上垂楊拂柳煙。把釣人來春漲滿，溶溶分潤幾多田？”在湟水的哺育下，河穀地帶曾經是草木叢生，綠樹成蔭，“宛如荊楚（江南地區）”。“湟流春漲”曾是西寧勝景之一，近年來由於汙染致使湟水河水質日趨惡化，隻能通過城市環境治理和生態環保意識的加強，或許在不遠的將來能重現當年的“湟流春漲”、“魚翔淺底”景觀。
湟水流域位於青藏高原與黃土高原的交接地帶，地質構造處在祁連山褶皺帶內。由於地質構造的製約和水係發育的綜合結果，形成“三山兩穀”的獨特地理景觀。流域北界走廊南山-冷龍嶺，南界拉脊山，中部的大通-大阪山為支流大通河與幹流湟水的分水嶺。湟水最大支流大通河（又稱浩門河），源出祁連山托勒南山南麓、青海省剛察縣的木裏山，河源高程4520m。上遊唐莫日曲、莫日曲、阿澤合曲三支流彙合東流，經奪龍灘稱大通河。幹流穿行於大通山與冷龍嶺之間，經青海省門源縣入甘肅省天祝藏族自治縣，再經永登縣河橋，至享堂彙入湟水，入湟口高程1727m。河道長561km，流域麵積1.5萬km2。大通河比湟水幹流長187km，如從彙入點計算，則比幹流長256 km。若按“河源惟遠”與流量大小等原則，大通河無疑為湟水正源。走廊南山-冷龍嶺與大阪山之間為大通河狹長條狀穀地，山高穀深，林草繁茂，人煙稀少，當地多以經營放牧業為主，依然具有青藏高原的特點。大阪山與拉脊山之間的湟水幹流寬穀盆地，丘陵起伏，黃土深厚，人口稠密，居民以農為主，農業曆史悠久，水資源短缺，水的利用程度很高，呈現出黃土高原特點。由此形成了在一個流域內，幹流和支流並行，而自然條件和社會經濟條件迥然不同的兩種地理景觀。
大通河流域地形西北高，東南低，兩側依山傍嶺，幹流峽穀與盆地相間。河源至尕大灘水文站為上遊，尕大灘水文站至連城為中遊，連城至大通河河口為下遊。上中下遊各有一段構造沉降帶而形成寬穀。上遊寬穀海拔高，有大麵積高位沼澤。中遊浩門川（門源縣城附近）與下遊八寶川（連城、窯街間兩寬穀為重要農耕區。位於永登縣西南部的八寶川盆地，平坦寬穀長約30km，寬約3km，麵積約640km2。八寶川原名八堡川，據傳是以明、清時代坐落於境內的八座城堡而得名。地理文獻中一般稱之為連城盆地或河橋盆地，由大通河侵蝕第三係紅層而成。盆地由上覆薄層黃土的中、高山環繞，內部由大通河東岸的5～6級階地組成的河穀平原緩緩傾向南方。穀地海拔最低1700m，山地海拔最高3615m。兩側發育溝穀百餘條，大部分為“V”形穀，表明當地處於較強烈下切階段。因有大通河水灌溉，俗稱“小江南”。