Русло Оби имеет ширину от 450 до 1000 м. Глубины на фарватере в межень колеблются от 2,5 до 3,0 м, средняя скорость течения в межень обставляет 0,4-0,6 м/с, максимальная - 1,0 - 1,2 м/с, уклон водной поверхности 0,00011. Русло подвержено значительным деформациям, многостворное, дно песчаное, илистое.
Обь у Барнаула - большая равнинная река с расходом воды 4-6 тыс. м3/с., с максимумом до 12600 м3 /с. Весной, когда талые воды стекают с гор, уровень в реке поднимается на 4-7 м. В период половодья отмечается две паводочные волны, вызванные таянием снега в равнинных и предгорных районах водосбора в конце апреля начале мая, а так же таянием снега и ледников в конце июня. Средняя продолжительность половодья составляет 127 дней. 160 дней в году река покрыта льдом до 130-180 см. Средняя дата начала ледовых явлений на реке в виде заберегов приходится на 2 ноября, осеннего ледохода («шугахода») – 3 ноября. Ледостав на Оби начинается с 12 ноября.
Процесс весеннего разрушения ледяного покрова начинается с появлением талой воды на льду и закраин. Вскрытию льда предшествуют подвижки в течение 24 дней. Средняя дата начала ледохода 20-21 апреля Обь судоходна и служит крупной транспортной артерией.
Барнаулка - левый приток Оби, впадает в нее у Барнаула, вытекает из озера Зеркального Шипуновского района.
Река Барнаулка имеет длину 207 км и общую площадь 5500 км. Водосбор равнинный. Русло реки неустойчивое, деформирующееся, с шириной в межень до 20-30 м, а в паводок до 160 м, по данным Ленгипрогора. Глубина водостока в межень составляет в среднем 0,2-0, 7 м, уклон в нижнем течении 0,001.
В зимнее время на большом участке река в черте города не замерзает вследствие сброса теплых вод спичечной фабрикой.
Значительное питание река получает и от грунтовых вод, текущих на небольшой глубине под боровыми песками. Ниже устья Пивоварки, которая впадает в Барнаулку уже в черте города, река течѐт по котловине бывшего заводского пруда, построенного в XVIII веке. Весеннее половодье (1-2 м) продолжительное (начало апреля - середина июня). Дождевые паводки незначительные и растянутые. На всем своем протяжении Барнаулка не пересыхает и зимой не промерзает. Ледостав с начала ноября до начала апреля. Толщина льда 0,7-1 м.
В низовьях при впадении в Обь, Барнаулка течет по территории города, который был основан у ее устья. В пределах города испытывает сильную антропогенную нагрузку в виде сбросов бытовых и промышленных стоков с предприятий, расположенных на ее берегах.
Река Пивоварка – левый приток Барнаулки, в которую впадает в 7 км от устья. Площадь бассейна 58 км. Режим реки полностью не изучен, но следует отметить, что естественный режим реки полностью нарушен хозяйственной деятельностью. В русло сбрасываются чистые, условно чистые и неочищенные стеки с промышленных предприятий.
Город расположен в северо-восточной части Кулундинско-Барнаульского артезианского бассейна с двухъярусным строением. Нижний ярус залегает на глубине 212-270 м в долине р. Оби и 330-390 м в пределах Приобского плато. К платформенному чехлу приурочена серия водоносных горизонтов пластовонапорных вод, включающих водоносные горизонты террас и аллювиальной поймы. К ним относятся: водоносный комплекс среднечетвертичных террас р. Оби, который развит в правобережье и протягивается полосой в 25-50 км; водоносный горизонт кочковской свиты в пойме реки Оби на глубине 5-30 м, на Приобском плато на глубине 30-100 м; горизонт таволжанской свиты на глубине 87-190 м; горизонт алтымской свиты на глубине 168-297 м; горизонт островновской свиты на глубине 183-217 м, на Приобском плато на глубине 280-315 м. Качество всех водоносных горизонтов соответствует ГОСТу для вод хозпитьевого назначения. Для водоснабжения города широко используются воды кочковского, таволжанского, атлымского и островновского горизонтов.
Территория города находится в подзоне обыкновенных черноземов. Почвенный покров Барнаула неоднороден. Основными его компонентами являются черноземы обыкновенные мало - и среднегумусные, среднемощные, среднесуглинистые. Мощность гумусного слоя их колеблется в пределах 40-50 см.
Поймы, низкие террасы рек Барнаулки, Пивоварки и днища логов заняты луговыми, лугово-черноземными и черноземно-луговыми почвами. Содержание гумуса в верхних 10 см почвы достигает 12-20 % (до 150 см), но резко снижается вниз по профилю. Водно-физические свойства этих почв хорошие. Запасы подвижных форм элементов питания растений достаточно высокие.
Восточные и южные окраины города расположены на древних террасах р. Оби. Почвенный покров их представлен черноземами осолоделыми, оподзоленными и серыми лесными почвами, которые характеризуются относительно малой мощностью гумусного слоя.
Флора Барнаула и его окрестностей относится к подзоне южной лесостепи. Коренная растительность представлена степными, лесными и пойменно-луговыми типами, здесь распространены злаки и разнотравие.
Степные поверхности приурочены к поверхности Приобского плато, где распространены разнотравно-злаковые ассоциации (мятлик узколистный, кострец безостый, лапчатка серебристая, люцерна серповидная), развитые на обыкновенных и выщелоченных черноземах. Они почти полностью распаханы или угнетены хозяйственной деятельностью человека и сохранились лишь на склонах балок, логов и на выгонах близ селений.
Леса занимают днища и склоны балок: берѐзовые колки с примесью осины и подлеском из шиповника, караганы. На поверхности ложбины древнего стока произрастает Барнаульский ленточный бор, в котором насчитывается до 30 видов древесных пород. Берега рек обильно поросли черѐмухой, ивой, тополем.
Клен ясенелистный, береза повислая и тополь бальзамический сибирский – наиболее часто встречаемые виды деревьев на территории города. На их долю приходится более 50% из общего числа особей. К остальным менее распространенным относятся сирень венгерская и обыкновенная, яблоня ягодная (сибирская), рябина сибирская, вяз японский и приземистый, ель обыкновенная и сибирская, снежноягодник белый, пузереплодник калинолистный и кизильник черноплодный.
Всего в бору в черте города растет 30 видов древесных и кустарниковых пород. Травянистый покров бора состоит из засухоустойчивых злаков (ежа сборная, полевица гигантская, купена лекарственная, различные виды горошка, клевера), а также разнотравных (кошачья лапка двудомная, земляника, золотарник обыкновенный, ирис русский, хвощ лесной, фиалки) ассоциаций. В пониженных местах бора – богатый моховой покров с зарослями кустарничков – брусники, черники, грушанок и высоких трав, а также разнотравно-злаково-папоротниковые сообщества (папоротник-орляк обыкновенный, овец пушистый, купена лекарственная, герань лесная, душица обыкновенная).
На высоких гривах встречаются участки мертво-покровного бора, где под древесным ярусом почти отсутствует травянистая растительность, а на почве находится подстилка из опавшей хвои, шишек, коры и веток. Берега реки Барнаулки, протекающей через бор, обильно поросли черемухой, калиной, жимолостью татарской и шиповником. Среди городской застройки растительность представлена искусственными насаждениями — парками (Юбилейный, Центральный, Солнечный ветер, Изумрудный, Лесная сказка, Нагорный, дендрарий), скверами, бульварами, которые располагаются у общественных зданий, по осям главных улиц. Основные древесные породы — тополь чѐрный, клѐн ясенелистный, рябина, берѐза бородавчатая, ель сибирская, яблоня. Всего в городе и его окрестностях произрастает 880 видов сосудистых растений, которые относятся к 95 семействам и 413 родам, из них 30 видов занесены в Красную книгу Алтайского края Барнаул.
Все почвы в пределах города претерпели значительное изменение под влиянием хозяйственной деятельности человека. Изменены генетическое строение профиля почв, основные свойства. При этом наибольшему изменению подвергнуты черноземы, в меньшей степени дерново-подзолистые. Почвы обладают способностью биологического самоочищения, но в результате перезагрузке (механической, химической, бактериологической и др.) механизм самоочищения нарушается, что ведет к их деградации, снижению экологической функции, плодородию.
По геоботаническому районированию флора Барнаула и его окрестностей относится к подзоне южной лесостепи. Выделяется несколько геоботанических районов: Приобский район южной лесостепи, район средней лесостепи БийскоЧумышской возвышенности, а также пригородные районы приобских сосновых лесов, сосновых боров, ложбин древнего стока и пойменных лугов.
Атлас Барнаула. - Барнаул: ФГУП «ПО Инжгеодезия» Роскартография, 2006.-100 с.
Кучин А.П. Фенологические наблюдения в Алтайском крае. – Барнаул, 1959.- 115 с.
Олькова О. А. Урбанофлора г. Барнаула и его окрестностей . Барнаул, 1996.
Харламова Н.Ф. Климат и сезонная ритмика природы Барнаула. - Н.Ф. Харламова, В.С. Ревякин, Б.А. Леконцев.- Барнаул: Издательство Алтайского университета,2005.
Энциклопедия Барнаула. - Скубневский В. А.. — Барнаул: Издательство АлтГУ,
2000. – 408 с. ил., цв. вкл.