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牧区水资源最显著的特点是在地域和季节上分布不平衡。我国牧区多年平均水资源总量为4881.6亿m 3 ，其中地表水资源量为4659.6亿m 3 ，占牧区水资源总量的95.5%；地下水资源量为1791.1亿m 3 ，与地表水不重复的地下水资源量为222.0亿m 3 ，占牧区水资源总量的4.5%。牧区河流、湖泊的具体情况见绪论。
从水资源空间分布来看，东北牧区、内蒙古高原牧区、蒙甘宁牧区和新疆牧区4个分区占牧区总面积55.6%，而水资源总量仅占全国牧区水资源总量的21.8%；青藏高原牧区和川滇牧区占牧区总面积44.4%，而水资源总量却占牧区水资源总量的78.2%，由此可见，牧区水资源量空间分布不均匀，水土资源不匹配问题较为突出。
从产水模数分析，云南、四川等地产水模数最大，可达50万m 3 /km 2 左右，而位于蒙甘宁牧区的内蒙古自治区阿拉善、宁夏回族自治区却仅有0.1万m 3 /km 2 和0.6万m 3 /km 2 ，与云南、四川相差100～500倍，各地区产水模数相差悬殊，水资源分布不均匀。
从人均水资源量来看，西藏地区人口较少，水资源量较多，人均水资源量最大为12.3万m 3 /人，宁夏地区最小为112m 3 /人；内蒙古自治区和新疆维吾尔自治区人均水资源量为2964m 3 /人和8907m 3 /人，低于牧区平均水平9957m 3 /人。
综上所述，牧区水资源空间分布极不均匀，青藏高原牧区水资源最丰富，水资源总量为3817.9亿m 3 ；蒙甘宁牧区水资源最少，水资源总量为50.9亿m 3 ，二者相差竟达74倍。
地表水资源量是指有经济价值又有长期补给保证的重力地表水。一般情况下：
式中 W s ——地表水量，mm；
P ——降水量，mm；
R ——径流量，mm；
E ——蒸发量，mm；
V ——渗漏量，mm。
降水量的分析与计算主要包括：多年平均年降水量及降水量变差系数等值线图的绘制；降水量的年际变化，区域不同频率代表年的年降水量；降水量的年内变化，多年平均及不同频率代表年的年内分配过程。
（1）降水量参数等值线图的绘制。分析代表站的选取，选择资料质量好、实测年限较长、面上分布均匀和不同高程的测站。降水资料主要来源于《水文年鉴》《水文图集》《水文资料》和《水文特征值统计》等。
（2）年降水量统计参数的分析计算。其统计参数主要包括多年平均年降水量、年降水量变差系数和年降水量偏态系数。年降水量变差系数值反映系列各值相对于系列均值的离散程度，即可反映河川径流在多年中的变化情况。在我国，南方流域的年降水量变差系数值小于北方流域；大流域的年降水量变差系数值小于小流域。年降水量偏态系数值反映系列各值在均值两边的对称程度，它大约是年降水量变差系数值的2～3倍。
（3）降水量统计参数等值线图的绘制。将各测站年降水量统计参数（年降水量变差系数和偏态系数）分别标注在带有地形等高线的工作底图的站址处。了解本地区降水成因、分布趋势及其量级变化。按“主要站为控制、一般站为依据、参考站作参考”的原则勾绘等值线图。
（4）等值线图的合理性分析。绘制的等值线图应符合自然地理因素对降水量影响的一般规律。其一般规律如：靠近水汽来源的地区年降水量大于远离水汽来源的地区；山区降水量大于平原区；迎风坡降水量大于背风坡；高山背后的平原、谷地降水量一般较小；降水量大的地区值相对较小。检查绘制的等值线图与邻近地区的等值线是否衔接。检查绘制的等值线图与陆面蒸发量和年径流深等值线图之间是否符合水量平衡原则。
（5）区域多年平均及不同频率年降水量计算。①区域降水量系列直接计算法：根据实测年数据资料，采用算术平均或面积加权平均法计算，得到历年区域年降水量系列。对该系列进行频率计算，即可求取区域多年平均的年降水量及不同频率的区域年降水量。②降水量等值线图法：当区域面积较小时，适用该方法，反之采用频率计算方法。区域年降水量的年内分配包括：多年平均连续最大4个月降水量占多年平均降水量的百分率及其出现时间；连续最大4个月降水量占年平均降水量的百分率等值线及其出现月份分区图。
（1）径流资料的统计处理。主要内容包括径流还原计算、统计特征值计算、径流资料的插补延长。多年平均径流深及年径流变差系数等值线图的绘制，重点是等值线图的合理性检查。
（2）河川径流量的分析计算。
1）代表站法。基本思路为：选取代表站，并计算代表站逐年及多年平均年径流量和不同频率的年径流量，然后根据径流形成条件的相似性，把代表站的计算成果按面积比或综合修正的方法推广到整个研究范围，从而推算区域多年平均及不同频率的年径流量。
2）年降雨径流相关图法。选取具有实测降水径流资料的代表站，由区域实测平均降水量，在代表站年降水径流关系图上查得逐年区域年径流量，进行频率计算，即可得到不同频率的区域年径流量。
（3）河川径流量的年内分配。通常采用月径流量多年平均值与年径流量多年平均值之比值的柱状图或过程线的年内分配表示多年平均月径流过程。多年平均连续最大4个月径流百分率即连续最大4个月的径流总量占多年平均径流量的百分数。枯水期径流百分率即枯水期径流量与年径流量的比值的百分数。
（1）水面蒸发。水面蒸发器折算系数：水面蒸发器折算系数是指天然大水面蒸发量与某种型号水面蒸发器同期实测蒸发量的比值。折算系数有以下特点：①折算系数随时间而变，一般是秋高春低；②有一定的地区分布特点，在我国一般从东南沿海向内陆呈递减趋势。
（2）陆面蒸发。陆面蒸发又称流域蒸发，是指特定区域天然情况下的实际总蒸散发量。它等于地表水体蒸发、土壤蒸发、植物散发量的总和。
（3）干旱指数与旱涝分析。干旱指数是反映气候干旱程度的指标，通常定义为年蒸发能力与年降水量的比值。
旱涝分析：我国常采用湿润度与蒸散度比值法反映旱涝标准。
式中 β ——旱涝指数；
P ——某年某一时段的降水量；
——累年同时段降水量；
σ ——标准差。
当 β ＜-2时为大旱；-2＜ β ＜-1时为旱；-1＜ β ＜1时为正常。
全国牧区地表水资源量为4659.6亿m 3 ，其中，东北牧区地表水资源量为268.8亿m 3 ，主要集中在内蒙古东部牧区；内蒙古高原牧区地表水资源量为44.1亿m 3 ；蒙甘宁牧区地表水资源量为44.2亿m 3 ，主要分布在甘肃；新疆牧区地表水潜力亦较大，为498.69亿m 3 ，主要集中在北疆的额尔齐斯河、伊犁河、额敏河流域，南疆已无开发潜力；青藏高原牧区地表水资源量为3803.8亿m 3 ，主要集中在西藏和四川。
地下水资源评价主要采用水均衡法和数值模拟法。
（1）水均衡法。地下水资源量的评价原理主要是水均衡法，即：总排泄量=总补给量。总排泄量为河川基流量、河床潜流量、山前侧向补给量、未计入河川径流量的山前泉水出露总量、潜水蒸发量和浅层地下水实际开采量的净消耗量之和。总补给量为降水渗入、地表水渗入、地下水侧向流入和垂向越流，以及各种人工补给。
水均衡法的原理是质量和能量守恒定律，原理简单、方法灵活、计算简便，适用的空间范围广，是集计算和论证于一体的方法，目前仍是地下水可持续开采量评价的最主要方法之一。
为实现地下水可持续开采量评价，Brown L J将水均衡法与地下水同位素法结合，提高了可持续开采资源量可更新能力评价的精度，Hugo A L aiciga基于水平衡法和费用_效益分析法建立地下水系统的优化模型，较好地解决了可持续开采量在经济、制度等方面的约束。另外，水均衡法同样也是评价依赖于地下水生态系统（groundwater dependent ecosystem）需水量的基本方法，但其评价精度不高。然而，均衡并不等于平衡，目前水均衡法在可持续性评价中存在的最大问题是随着人类活动影响的增大，地下水系统的天然平衡早已被打破，即使用多年水均衡分析也难以找到一个多年的平衡期，而我们在评价时往往忽视了地下水系统的演变过程和平衡状态分析。因此，Sophocleous及Frans等提出依据Theis （1940）的动态平衡原理，确定地下水系统新的平衡点。图2-1中的曲线表示在地下水开发过程中，开采量由依赖于储存量（曲线的左侧）转化为依赖于地表水损耗（曲线的右侧）的过程。
图 2-1 储存量与补给量的转换关系曲线
图 2-2 可持续开采与消耗开采的储存量消耗率
图2-2为在定流量开采条件下储存量消耗率随时间的变化曲线，在开采量小于最大开采量（ P d ）的情况下，储存量消耗率最终为零，表明地下水系统的流入量与流出量可以平衡，这时的开采量是可持续的。 P d 代表地下水系统的最大可持续开采量， P s 1、 P s 2 和 P s 3 也是地下水系统的可持续开采量， P pm 是地下水系统的非可持续开采量。另一方面，在小于最大可持续开采量的条件下，系统达到新平衡的时间 t s 小于 t d ，它的长短依赖于系统的流出量和开采量。
由此可见：图2-1中储存量占开采量的比例为零的时刻或图2-2中储存量消耗率为零的时刻（ t s 1、 t s 2 、 t s 3 和 t d ）是实现地下水资源可持续开采的必要前提，应用Theis的动态平衡原理重新审视并指导可持续开采量的评价势在必行。
（2）数值模拟法。从20世纪70年代后期开始，地下水数值模拟已逐渐成为各国地下水资源评价与管理的主要方法之一。Visual MODFLOW是目前国际上最为流行的模拟地下水流动和污染物迁移等特性的标准可视化专业软件包。MODFLOW用来模拟的含水层一维、二维和三维模型系统，它可以模拟潜水、承压水和隔水层中的稳定流与瞬变流的情况以及许多影响因素和水文过程，如河流、溪流、排水沟、泉水、水库、作物蒸散量、降雨和灌溉入渗补给等。MODFLOW模型基础是一个三维有限差分地下水流动模型，它基于以下基本方程：
式中 K xx 、 K yy 、 K zz —— x 、 y 、 z 坐标轴方向的水力传导率，[LT -1 ]；
h ——水头，[L]；
W ——在非平衡状态下通过均质、各向同性土壤介质单位体积的流量，表示地下水的源和汇，[T -1 ]；
S s ——表示多孔介质的比贮水系数，[L -1 ]；
t ——时间，[T]。
全国牧区地下水资源量为222.0亿m 3 ，其中：东北牧区地下水资源量为57.4亿m 3 ，主要集中在黑龙江和吉林牧区；内蒙古高原牧区地下水资源量为51.6亿m 3 ；蒙甘宁牧区地下水资源量为6.7亿m 3 ，主要分布在甘肃和内蒙古西部；新疆牧区地下水资源量为24.0亿m 3 ，青藏高原牧区地下水资源量为82.3亿m 3 ，主要集中在青海。
全国牧区水资源总量为4881.6亿m 3 ，其中：东北牧区水资源总量为394.5亿m 3 ，主要集中在内蒙古东部；内蒙古高原牧区水资源总量为95.7亿m 3 ，主要集中在内蒙古中部；蒙甘宁牧区水资源总量为50.9亿m 3 ，主要分布在甘肃；新疆牧区水资源总量为522.6亿m 3 ，青藏高原牧区水资源总量为3817.9亿m 3 ，主要集中在西藏和四川。