1.地表水
沿线基本为戈壁荒漠，，降水稀少，蒸发量大，降水和融雪为地下水和地表水主要来源。
沿线大多数河流发源于路线北部的博格达山、哈里克山及巴里坤山，河流为季节性山沟河流，这些河沟的主要特征是源近流程短，河床狭窄，坡降大，流量小，除部分被引用外，一部分河水流出山口不远便在戈壁地带渗入地下，是平原地下水的主要补给来源。河流汛期主要集中在4~8月，其中4~6月为春汛，以季节性积雪融水补给为主。
本段南部因降水稀少，很难形成常年性流水河流，仅有暂时性洪流形成的干沟谷。其主要水文特性是水流呈漫流状，流程较短，沟宽一般为50~100m，交钱，水量大时入渗补给地下水，一般以蒸发排泄为主
2.地下水
沿线常年性流水的河流，主要分布在YK3680~YK3696段（梯子泉），在YK3680+060、YK3682+34YK3694+740处均有流量小，分布范围窄的地表水，均为上游泉水的渗流或坎儿井井水形成。沿线大部分段落在，只在YK3679~YK3696段布设探坑中见地下水，水位埋深0.70~2.70m之间，地下水类型为上层滞水，水源主要以冰雪融水既大气降水补给为主。通过对该段地下水取样作分析，均为淡水，对混凝土无腐蚀性。
3.地质构造
路线所经区域为于天山~兴蒙地槽系西段的北天山地向斜褶皱带，山系与盆地相间，总的构造线呈东西向，地质构造属较稳定的地区，对沿线路几何构造物的安全性、稳定性不构成影响。
4.气候
区域内日照充足，蒸发强烈，夏季炎热，冬季寒冷，温差较大，干燥少雪，春夏季多风，，属典型的大陆行干旱气候。
区域内年平均气温39.0~47.6°C,年平均降水量16.2~42.7mm，蒸发量约2737~2838mm，最大冻土深度120~150cm。
