自然保护区系湘江和资水上游的分水岭，主要河流有流入资江的夫夷水及其支流和流入湘江的紫溪河及其支流。夫夷水从广西资源县车田湾流入新宁县再经邵阳汇入资水，在新宁县流程约100km。夫夷水平均流量达78.14m3/t，以HCO3-Ca型、HCO3-Ca·Mg水为主，pH值一般6.5-7.7，总硬度1.5-2.56德国度，矿化度0.108-0.150克/升，属低矿化、弱酸性至弱碱性和极软水至软水，紫溪河旱季测得pH值一般7.7，总硬度1.74德国度。
主要补给源为大气降水。保护区及其周边地区地下水划分为基岩裂隙水和碳酸岩裂隙岩溶水二大类。地下水水化学类型以HCO3-Ca型为主。
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