大通河，古称浩壹水、浩门河、合门水，《水经注》有“浩门河出西北塞外……东流注于湟水”的记述。《天祝县志》：藏语称吉勒曲。《天峻县志》：又叫“莫日曲”，“莫日曲”系藏语“火山上的河”。《祁连县县志》又称默勒河。

浩门河之名始于西汉迄于明末浩门河，今称大通河。或曰：乌兰木伦河，蒙古语，意为赤色的大河。东流迳祁连县东部，曰：默勒河，盖因默勒山而得名。浩门河之名，首见于《汉书·地理志·金城郡浩门县》：浩门河，出自塞外，东至允吾入湟水。颜师古曰：“浩音诰，水名也。门者，水流峡山，岸深若门也”。征诸实地考察，其名最具形象。

自西西汉直至明代后期，始终称为浩门河。明嘉靖间，张雨《边政考》首次出现“大通河”之别称。入清以后，官、私编纂的史志，原浩门河统作大通河，遂正式成为古浩门河之别称，以迄于今。

大通河源头水流叫加巴尕当曲（一说唐莫日曲），源于天峻县沙果林那穆吉林岭东端的扎来掌（一说托莱南山的岗格尔肖合力冰峰东麓，河源海拔4520米、一说疏勒南山莫日山的东麓和措尕而贡卡）。南东东流经木里盆地、江仓盆地、默勒盆地、门源盆地，在门源县克图以下逐渐转南东流，再转南流至民和县享堂与湟水汇合。

大通河在默勒乡以上主要流经草原沼泽地带，河道较为顺直，河面较宽阔。默勒盆地与门源盆地之间流经山区时河道曲折，河床较窄，至门源盆地河道较宽，多分流，多心滩，河床最宽可达2000米左右。门源以下主要流经山区，河水下切强烈，深度多在200~300米，峡谷较多，峡谷最窄处河床仅20~30米。

大通河从源头到汇入湟水，除下游一小段流经甘肃连城、红古地区外均在青海境内。干流先后流经天峻、刚察、祁连、门源、互助、民和及甘肃省的天祝、永登两县。大通河集水面积15130平方公里，干流河长560.7公里，河道平均比降4.56%，在青海省集水面积12943平方公里，干流河长504公里。

其中，天峻县境内全长82公里，流域面积1588.23平方公里，占全县面积的6.17%。其发源地海拔4330米，出境处海拔3730米，落差600米，平均比降为1/137。刚察县境内长90公里，落差228米，集水面积2282平方公里。祁连县境内长165.6公里。流经默勒、多隆两个乡，集水面积2767.22平方公里。

门源县境内河长175.8公里，集水面5204.79平方公里，落差802米。西自巴里哈图以西5公里处入境，于珠固寺沟口出境。天祝藏族自治县境内流域面积1108平方公里，长约70公里，在铁城沟附近流入永登县。永登县内54公里，流域面积为1331.2平方公里。

河源至尕大滩为上游段，尕大滩水文站距河源308.4公里；尕大滩至连城为中游段，此段河长223.4公里；连城以下为下游段，河段长40.2公里。

据上源天峻县水文记录，出境处流量每秒为8.26立方米，年径流量2.61亿立方米，径流深164毫米。汛期径流量1.9亿立方米，占年径流量的72.9%。枯水期径流量。.125亿立方米，占年径流量的4.800。

据吴松他拉水文站多年测定，封冻期最早11月18日，最晚12月13日，一般在11月下旬。解冻期最早4月18日，最晚5月16日，一般为4月下旬。封冻天数，最长170天，最短129天，平均为157天。

据连城水文站测量，年最大径流量可达35.6亿立方米（1954年），年最小径流量为19.0亿立方米（1970年），多年平均径流量为28.4亿立方米，多年平均流量为88.9立方米／秒。径流年内分配不均，6～9月径流占年径流量的62.4％，其中8月最大，占年径流量的27.4%。

据《天峻县志》，大通河流域有冰川4条，面积2.45平方公里储量为0.878亿立方米。先后汇入支流百余条，其中河道长度大于50公里的有永安河，其他支流均较短。干流和支流以羽状水系为主。

上游水系发育，呈树枝状，主要支流有莫日曲、江仓曲、呼达斯曲、萨拉沟、莱日图河、永安河、扎麻图河，以上7条支流，除莱日图河、永安河外，均为右岸支流。

中游水系亦较发育，呈羽状，主要支流有白水河、老虎沟、讨拉沟、塔里华沟、初麻沟、珠固沟、甘禅沟、郎士当沟、朱岔沟、扎龙沟、金沙峡沟、土路沟、皮袋沟等，以上支流中除甘禅沟、郎士当沟扎龙沟、土路沟、皮袋沟外，均为左岸支流。下游河段主要有截龙沟等几条小支流，多从右岸汇入。

唐莫日曲，大通河上游支流。在青海省东北部。源出天峻县东北部沼泽地。沿祁连县边界南流折向西流，至天峻县夺龙滩附近汇合莫日曲，南流称大通河。全长67公里，流域面积876平方公里。流域海拔高程4479～4773米。

永安河，大通河左岸支流，位于海北州门源县西北部。发源于门源县祁连山脉岗什卡达坂东北3公里处的雪峰，河长56公里，流域面积357.7平方公里。源头海拔4500米，河口海拔3059米，河道落差1441米，河道平均比降15.2‰。径流由降水和冰雪融水补给。流域多年平均年降水量550毫米，干流多年平均流量3.79立方米每秒，多年平均年径流量1.20亿立方米，年结冰期5个月。

永安河上游名硫磺沟，支沟呈羽状分布，砂砾石河床，河源区右侧分水岭一带，有长约5公里的雪山和数条现代冰川，左岸沿分水岭也有数处小面积孤立的雪峰，冰雪总面积约5.3平方公里。源流段河道从东北向西南约3公里后转为向西北，至石峡门出峡谷进入中游，名大梁河；从西北向东南直到口门子（山口），河谷展宽，两岸山势转缓，山上多灌木林。

河道在口门子附近又进入峡谷，两岸束窄。口门子以下为下游，河名永安河，河转向西南，在皇城蒙古族乡政府所在地马营以南约3公里处汇入大通河。下游一带为宽阔平缓的滩地（永安滩），属半农半牧区，著名良种马“大通马”繁殖基地门源种马场设于此地。永安河中下游河床为沉积砂砾地层，部分地表水因渗漏转为潜流，因此在二道沟汇入处流量最大。

永安河下游河道东侧有永安城遗址，永安城建于清雍正三年（公元1725年）。永安河下游地区是门源县百里油菜花海的一部分。每年油菜花盛开之季，当地都举办祁连山之夏油菜花节，到此观光的中外游客络绎不绝。门源县境内，大通河左右两岸有永安河、老虎沟河、讨拉河、初麻河、珠固寺沟河等20余条较大支流汇入。

在天祝藏族自治县境内汇集了左岸的业土沟、朱岔沟、科拉沟、沙金沟、先明峡河和右岸的赛拉隆、吐鲁沟和大滩子沟等支流。

江仓河，发源于县境吾陇日岗北山，由西南流向东北，河长45公里，最后流入大通河。集水面积472平方公里，平均比降1.44%。

克克赛河——发源于县境克克赛以西，全长29公里，集水面积121平方公里，平均比降1.45%。

先明峡河，起点位于天祝县赛什斯镇下古城村三岔滩，终点位于天祝县赛什斯镇先明峡村峡口，汇入大通河，拟划河流长度约10.86公里。

业土沟，起点位于天祝县天堂镇菊花村拉尔加，终点位于天祝县天堂镇天堂村业土沟口，汇入大通河，拟划河流长度约18.51公里。

科拉沟，起点位于天祝县天堂镇雪龙村朗热口，终点位于天祝县天堂镇本康村科拉口，汇入大通河，拟划河流长度约21.18公里。

朱岔河，起点位于天祝县天堂镇大科石旦村浪仪口，终点位于天祝县天堂镇麻科村香克，汇入大通河，拟划河流长度约25.90公里。

金沙峡沟，起点位于天祝县炭山岭镇金沙沟与阿沿沟交汇处，终点位于天祝县炭山岭镇金沙峡口，汇入大通河，拟划河流长度约8.61公里。

水磨沟，起点为天祝县浪承沟，终点为连城镇连城村，水磨沟全长约40公里。

截龙沟，起点为青海省乐都，终点为连城镇明家庄村，截龙沟永登段全长约14.34公里。

皮带沟，起点为天祝县棵棵寺，终点为连城镇丰乐村，皮带沟永登段全长约28.98公里。

土路沟，起点为天祝县吐鲁村，终点为连城镇东河沿村，土路沟全长约19公里。

小井沟，起点为青海省马场乡，终点为河桥镇主卜村，小井沟永登段全长约28公里。

大冰沟，起点为河桥镇四渠村，终点为河桥镇四渠村，大冰沟永登段全长约8.53公里。

马军沟，起点为七山乡官川村，终点为河桥镇马军村，马军沟全长约15公里。

措喀玛日湖，“措喀玛日”系藏语，意为“红岸湖”。位于木里乡政府驻地西约10公里处，北纬38°03'，东经99°03'。水源来自托勒南山冰雪融化之水和周围沼泽、泉水，湖之中央亦有泉水上冒。湖面为略呈三角状的圆形，面积3.05平方公里，水深约2~3米，库容750万立方米。水质良好，可供人畜饮用。湖之周围系木里乡夏秋牧场。湖中盛产湟鱼。

纳子峡水库，大通河上游的一座大型水库，位于海北州门源县苏吉滩乡与祁连县默勒镇交界处的大通河干流上，距西宁市公路里程为186公里，距门源县青石嘴镇约51公里。水库正常蓄水位为3201.5米，死水位3191.5米，水库总库容7.33亿立方米，调节库容1.72亿立方米，是大通河流域具有年调节性能的“龙头”水库。

坝后电站装机容量8.7万千瓦（3×2.9万千瓦），保证出力1.66万千瓦，多年平均年发电量3.1亿千瓦时。坝址以上控制流域面积6593平方公里，坝址断面多年平均流量41.2立方米每秒。主要建筑物以五百年一遇洪水设计、五千年一遇洪水校核。

两岸地形不对称，总体上呈不规则的左陡右缓的“U”字形峡谷。水库枢纽工程由混凝土面板砂砾石坝、引水发电系统及泄水系统三部分组成。大坝坝顶高程3204.6米，最大坝高121.5米，坝顶长408.30米，坝顶宽10米。工程于2004年6月开工，2013年底竣工，2014年2月20日通过下闸蓄水验收。

石头峡水库，大通河上游的一座大型水库，位于海北州门源县苏吉滩乡境内，距西宁市148公里。该水库为青海省引大济湟跨流域调水工程的龙头枢纽，是青海省“十一五”期间的项重点工程。水库大坝为混凝土面板堆石坝，最大坝高114.5米，坝顶长424米，坝顶宽10米，正常高蓄水位3086米，总库容9.85亿立方米，调节库容4.67亿立方米，水库蓄水面积31平方公里。

坝后电站总装机容量10万千瓦，多年平均年发电量3.52亿千瓦时。工程于2008年7月开工，2014年12月竣工，总投资15.33亿元。工程建成投运后，远期每年可向湟水流域调水7.5亿立方米，同时对提高下游各梯级电站的保证出力具有重要的作用。该工程对实现“引大济湟”跨流域调水的目标，提升大通河中下游防洪能力，补充电网电力及加快青海省东部工业化、城镇化和农业现代化进程，有效改善湟水流域生态环境等具有非常重要的意义。

科拉水库，是小（二）型水库，建在大通河系的科拉沟。1969年开工，1979年竣工，由县水电局负责施工。坝高14米，长130米，坝体为红土心墙土坝；溢洪道为开敞式浆砌石重力拱坝，建在大坝右坝尖，输水洞为内径80公分钢筋混凝土预制件承接安装结构，建有坝后启闭机闸室及消力池；库容12万立方米。1982年实测已淤库容0.6万立方米，历年最大蓄水量12万立方米，设计有效灌溉面积1200亩，实际为834亩。受益区为朱岔公社雪龙、科拉大队。

纳子峡水电站，是青海省“十一五”期间的重点工程，是大通河流域水利水电规划的13个梯级中的第4级水电站。电站进水口位于左岸，为岸塔式进水口，进口洞底板高程3176.00米，其后为发电引水隧洞，由上平段、竖井段和下平段组成，含压力管道埋管段水平轴线全长575.79米，其后由压力管道明管段和岔管段进入厂房。升压站布置在副厂房上游侧。水库电站的建成，对有效改善下游梯级电站运行环境，提高发电效益，对“引大济湟”工程调水，对下游的防洪安全均具有十分重要的意义。

引大入秦工程，1976年开工建设，2015通过竣工验收。是将黄河支流大通河水跨流域调至兰州秦王川地区的大型自流供水工程，总投资达28.33亿元。工程于1976年开工建设，总干渠于1994年建成通水，主体工程于1995年基本建成。

工程跨甘肃、青海两省的4市6县区，供水范围覆盖兰州、白银、景泰、皋兰、永登、天祝和兰州新区，被誉为“当代都江堰”。工程的建成，对于改变以秦王川为中心的兰州市北部地区干旱缺水状况，促进区域经济社会全面发展起到了重要的基础性支撑作用。是甘肃省自新中国成立以来最大的外流域调水工程的竣工，使工程受益区200多万人口和近20万头（只）牲畜的饮水困难成为了历史。

21世纪以后，甘肃省及时调整了引大入秦工程最初以“发展灌溉、生产粮食、解决温饱”为主的功能定位，通过调整优化供水结构，使供水范围突破了秦王川，延伸覆盖了兰州新区和永登、皋兰、景泰、白银等城乡生产生活用水，同时突破了季节性束缚，实现了常年不间断供水。供水领域突破了单一的农业灌溉，形成了集农业、城乡生活、工业、生态等为一体的多元化供水新格局。

引大入秦主体工程通水运行20多年，供水区新增有效灌溉面积66.13万亩、兰州南北两山生态灌溉面积7.34万亩，累计安置移民5.64万人。2015年，工程实现了安全运行和稳定输水的目标，仅2014年向供水区供水2.07亿立方米，灌溉面积达101.94万亩（次）。

引大济湟工程，总投资146.34亿元，是一项跨流域的大型调水工程，从青海省东北部大通河调水，穿越祁连山余脉达坂山引入湟水河，横跨青海东部地区。工程由调水总干渠、石头峡水库、黑泉水库、北干渠一期、北干渠二期和西干渠6个子项目组成，是青海有史以来建设规模最大、综合效益最广、受益群众最多、建设条件最复杂的战略性调水工程。

工程主要任务是解决工程性缺水问题，通过智慧精准调度，解决青海湟水北岸群众饮水安全和6.67万公顷农林灌溉及工业、生态用水问题，为青海乡村振兴、共同富裕、黄河流域生态保护和高质量发展，提供可靠的水资源支撑和水生态保障。

引硫济金工程，是从青海省门源县境内的大通河支流永安河上游的硫磺沟石峡门上游布置分水闸引水，通过8.8公里长隧洞和引水枢纽将调水送入永昌县西大河水库上游的小平羌沟，再经西大河水库通过西金输水渠入金川峡水库。为了缓解金昌用水紧张的局面，20世纪70年代开始，经过大量勘察﹑分析，有关专家提出了从青海省跨流域调水的初步设想。

经过近20年努力，国家计委于1996年4月19日批准了引硫济金工程项目建议书，1997年3月24日批准了引硫工程可行性研究报告，1997年6月12日，甘肃省建委批准了引硫济金工程初步设计报告，1997年7月8日批准了引硫济金工程开工报告，由此拉开了建设引硫济金工程的序幕。2003年5月建成通水，数据显示，引硫济金工程自2003年通水运行至2019年底，共计引水4.26亿立方米。

大通河流域大部分在青海省东北部，只有约1/7的面积在甘肃省境内，地理位置为东经98°54'～102°55'，北纬36°20'～38°20'。北以托莱山、冷龙岭与河西走廊内陆河水系为邻，南依大通山、大坂山与青海湖水系和湟水水系分界，东隔盘道岭与庄浪河流域接壤。

大通河自西北向东南流经青海省天峻、刚察、祁连、海晏、门源、互助、乐都等县（区）和甘肃省的天祝、永登两县及兰州市红古区西部，在青海省民和县川口镇享堂村注入湟水。流域面积15227平方公里，其中青海省境内为13037平方公里。

大通河流域呈狭长状，东西长350多公里，平均宽仅30～50公里。地形西北高、东南低，大通河穿行于两侧高山所形成的谷地之间。上游区高山有冰川分布，山下滩地多草原和沼泽；中下游区多高山峡谷和山间盆地，河谷下切较深，阴坡山地林草茂盛。除下游区东部属黄土高原外，流域总体具有青藏高原地貌特点。