库姆塔格沙漠位于中国西北内陆极端干旱区,毗邻敦煌和罗布泊,以其独特的羽毛状沙丘而闻名。库姆塔格沙漠是我国最后一个进行综合考察的沙漠,其水系分布、水文和水资源基础资料缺乏。受到全球变化和人类活动的影响,区域水循环特征发生了较大的变化,威胁到当地的生态环境和野生动物的生存。本文采用水文、水化学和同位素示踪方法对库姆塔格沙漠及周边地区水文和水化学特征进行了初步的探讨,并重点对东部的多坝沟地表水文过程和疏勒河谷地地区地下水补给来源进行了分析,主要获得以下结果:　　 (1)库姆塔格沙漠地区瞬时径流量普遍较低,东部河流径流量相对较大。区域内水体矿化度较高,以微咸水和咸水为主,水化学类型总体上为氯化物-硫酸盐/钠质-钙质水,主要受到沙漠干旱气候和区域地质地貌的影响。　　 (2)阿尔金山降水量较为充沛,有冰川分布,是库姆塔格沙漠及周边地区水资源的形成区。降水、冰雪融水部分形成地表径流,部分渗入地下形成地下径流,地表水沿途接受基岩裂隙水补给,在出山口处,大部分地下水以泉形式排泄到沟谷中转化为地表水。　　 (3)由于河流流量较小,大部分地表水迅速渗入地下转化为地下水。在卡拉塔什塔格山以东的流域,受到低山隆起的阻挡,在洪积平原北部边缘,地下水位升高,以泉形式排泄补给河流。河流二次出山后,最终湮没到沙漠中。在卡拉塔什塔格以西地带,水流出山后,直接湮没在沙漠中。水量较大时,可在沙漠中形成大大小小的积水洼地。　　 (4)同位素数据表明,流域地下水主要来自上游水体的越流补给,地下水形成年龄较早,更新速度缓慢。在沙漠东北缘的疏勒河谷地地区,地下水和党河和疏勒河地表水无直接联系,水分来自山区贫同位素水体的补给。　　 (5)在全球变化和人类活动的影响下,库姆塔格沙漠及周边地区水系发生过较大变迁。第四纪初期阿尔金山隆起之后,洪水搬运大量剥蚀物在山地北麓堆积,东侧水系受低山阻挡,剥蚀物较少,使得水系向地势低的东部偏离。疏勒河水系也发生着重大变化,终端胡不断向东退缩。在中更新世早期可能注入罗布泊,汉唐时则到达哈拉诺尔,民国末年退至瓜州西湖,建国后随着双塔水库的修建,下游完全断流。