خلیج گرگان با طول حدود ۶۰ و عرض حداکثر ۱۲ کیلومتر در بخش جنوبی خود با استان‌های مازندران و گلستان و در شمال با زبانه‌های ماسه‌ای شبه‌جزیره میانکاله احاطه‌شده است؛ این خلیج حدود ۲۶۰۰ سال پیش‌بر اثر رشد پیشروی و گسترش شرقی تپه‌های ماسه‎ای میانکاله شکل‌گرفته و وسعتی حدود ۴۰۰ تا ۵۰۰ کیلومترمربع دارد.

خلیج گرگان کم‌عمق است. حداکثر عمق آن به چهار متر می‌رسد و از شرق به غرب از عمق آب کاسته می‌شود. درجه شوری آب خلیج در قسمت‌های غربی به علت عمق کم‌وزیاد بودن تبخیر، قدری بیش‌تر از شوری آب دریای خزر است و در مصب (دهانه) رودخانه‌ها به علت ورود آب شیرین، از درجه شوری آب آن کاسته می‌شود.

رودخانه‌های دو حوضه آبریز به خلیج گرگان سرازیر می‌شود که شامل :

۱- رودخانه‌های حوضه آبریز قره‌سو شامل گرمابدشت، نومل، باغ گلبن، زیارت، طول چشمه، توشن، انجیراب، شصت کلا، کفشگیری، نوچمن، شموشک، نامن، میاندره، ایلوار، بالا جاده، پلنگ کرس، غاز محله و زوار دشت در استان گلستان که دارای یک آبراهه اصلی به نام قره سو هستند، در حوضه آبریز قره سو ۱۰۰ میلیون متر مکعب پتانسیل سالانه آب سطحی وجود دارد.

۲- رودخانه‌های کوچک ساحلی موسوم به حوضه آبریز خلیج گرگان که زهکشی خود را به‌طور مستقیم در این خلیج تخلیه می‌کنند و در حدفاصل حوضه قره‌سو تا حوضه نکا رود به‌صورت نواری بین این دو حوضه گسترده می‌باشند شامل سر کلاته (کارکنده)، باغو، سرمحله، کوه صحرا، گز – وطنا، مزنگ و نوکنده موسوم به حوضه آبریز شرق خلیج گرگان با پتانسیل سالانه ۴۰ میلیون متر مکعب و کلت، رستمکلا، کوهستان، عباس آباد، خلیل محله، بهشهر، پاسند، لمراسک (تیرتاش)، کلاک، ریحان آباد ( ولمازو )، رکاوند و گلوگاه در استان مازندران است.

خلیج گرگان از طریق شمال شرقی حدفاصل جزیره آشوراده – چپاقلی به دریای خزر متصل است لذا نوسانات سطح آب علاوه بر تأثیرپذیری موقت از ورود رودخانه‌های بالادست، با سطح دریای خزر در حال تعادل است و کمبود آب تبخیری آن از طریق دریای خزر تأمین می‌شود.

این وضع سبب شده است که یک جریان شدید طولانی از دریا به خلیج و یک جریان ضعیف و کوتاه‌مدت از خلیج به دریا، از طریق تنگه بندر ترکمن- آشوراده برقرار گردد.

دریای خزر در ۱۰۰ سال گذشته شاهد بیش از ۴ متر نوسانات تراز آب و در سالیان اخیر شاهد افت تراز سطح آب بوده است. این نوسانات در بخش‌های عمیق دریا، تأثیر چندانی از خود به‌جای نمی‌گذارد، اما در نواحی ساحلی مانند خلیج گرگان که دارای عمقی کمتر از ۴ متر است باعث تغییرات زیادی ازلحاظ هیدرودینامیکی و مورفولوژی کی و درنهایت زیست‌محیطی می‌گردد.

در سال‌های نه‌چندان دور خلیج گرگان از طریق دهانه آشوراده ـ بندر ترکمن و کانال خزینی با دریای خزر در ارتباط بوده است. اما در حال حاضر تنها از طریق دهانه آشوراده ـ بندرترکمن به عرض تقریبی ۲ کیلومتر با دریای خزر در ارتباط دائمی است. کانال خزینی در سال‌های اخیر با کاهش سطح آب دریا و افزایش رژیم رسوب‌گذاری مسدود شده است. دهانه آشوراده ـ بندرترکمن نیز از طریق ناحیه چپاقلی واقع در شرق خلیج با دریای خزر در ارتباط است.

در سنوات اخیراً از حدود ۴۰ تا ۵۰ هزار هکتار مساحت خلیج گرگان، هشت‌تا ده هزار هکتار خشک‌شده و سطح آب آن نیز تا ۸۵ سانتیمتر کاهش‌یافته است. عمق خلیج گرگان که در برخی نقاط به حداکثر ۴ متر می‌رسید، اینک به ۱,۵ متر کاهش‌یافته و چند سالی است که بخشی از دغدغه مردم و مسئولان استان‌های گلستان و مازندران به‌ویژه ساحل‌نشینان، بر راه‌های ورود آب به این خلیج متمرکزشده است .

با توجه به مسائل کارشناسی و دیگر مسائل، اختلاف‌نظرهایی میان کارشناسان، مدیران ، مردم و برخی سازمان‌های مردم‌نهاد در خصوص راهکارها به چشم می‌خورد.

برخی به تأمین نداشتن حقآبه این مجموعه با محدودیت منابع آبی و احداث سد در بالادست و لایروبی نشدن کانال‌ها اشاره‌کرده و عنوان می‌دارند که این امر موجب نرسیدن آب در زمان کم‌بارشی یا در زمان سیلابی‌ شدن آب به خلیج می‌شود.

راهکاری مانند انسداد چاه‌های غیرمجاز و کنترل فعالیت چاه‌های مجاز بیش از برداشت‌ و نصب کنتورهای هوشمند روی آن‌ها نیز در برخی اظهارنظرها به چشم می‌خورد.

راهکارهایی که بتوانند تبادل آبی بین خلیج گرگان و دریای خزر را افزایش دهند، نیز موردمطالعه مفصل قرارگرفته شامل انتقال آب دریا از طریق لوله‌کشی در محل روبروی جزیره ” اسماعیل سای “، پمپاژ آب دریا به داخل خلیج از طریق لوله‌کشی بر روی زبانه میانکاله، تخلیه آب پساب نیروگاه نکا به خلیج، پمپاژ آب دریا به داخل خلیج از طریق بندر امیرآباد، لایروبی و بهسازی کانال آشوراده، لایروبی و بهسازی کانال چپاقلی، لایروبی و بهسازی توامان کانال‌های چپاقلی و آشوراده، لایروبی و بازگشایی کانال خزینی و احداث جتی سنگی، لایروبی و بهسازی کانال چپاقلی و لایروبی و بازگشایی کانال خزینی و احداث جتی سنگی، احداث کانال جدید بر روی زبانه میانکاله و احداث جتی سنگی در محل روبروی جزیره اسماعیل سای، که درنهایت با در نظر گرفتن تمامی شرایط، گزینه لایروبی و بهسازی کانال آشوراده به‌عنوان راهکار نهایی معرفی‌شده است.

برخی نظرات نیز عنوان می‌دارد که لایروبی کانال‌های ارتباطی خلیج گرگان با دریا جهت افزایش ورود آب دریای خزر به خلیج کمکی به احیای این خلیج نمی‌کند بلکه در درازمدت اثرات منفی نیز در وضعیت اکولوژی منطقه خواهد داشت و باعث خالی شدن آب تالاب بین‌المللی میانکاله خواهد شد و بهترین راه تأمین آب موردنیاز خلیج گرگان را استفاده از منابع رودخانه‌های بالادستی عنوان نموده و لایروبی این رودخانه‌ها جهت ورود آب بالادستی به خلیج را مهم‌ترین کار دانسته‌اند.

با بررسی پتانسیل کل رودخانه‌های ورودی به خلیج گرگان درمی‌یابیم که پتانسیل کل حوضه‌های ورودی به این خلیج در سال‌های نرمال کمتر از ۲۰۰ میلیون مترمکعب بوده که طبیعت بخش زیادی از آن از سالیان دور به مصارف شرب، صنعت، کشاورزی و آبزی‌پروری تخصیص‌یافته ازجمله احداث سد کوثر با ظرفیت حدود ۷ میلیون مترمکعب در حوضه آبریز قره‌سو که انتظار جلوگیری از مصرف آب و سرازیر شدن کل پتانسیل سالانه آب سطحی این دو حوضه به خلیج گرگان، به لحاظ فنی، اقتصادی و اجتماعی امری غیرعملی به نظر می‌رسد.

حوضه آبریز ولگا که ۸۰ درصد ورودی آب دریای خزر را تأمین می‌کند، در فصل سرما کاملاً زیر برف و یخ قرار می‌گیرد و با گرم شدن هوا و با ذوب شدن برف در این حوضه، معمولاً سالانه حدود ۳۰ سانتیمتر افزایش سطح تراز آبی در دریای خزر به وجود می‌آید و به همان میزان نیز آب وارد خلیج گرگان می‌شود که بخش‌های وسیعی از خلیج را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

این حجم آب در مدت ۶ ماه بالغ‌بر۱.۲  میلیارد مترمکعب می‌شود که بالا آمدن موقت آن را به همراه دارد اما از تیرماه به بعد به دلیل اینکه دیگر این افزایش آب وجود ندارد و روند کاهشی به وجود می‌آید و حجم تبخیر نیز افزایش می‌یابد، سطح آب به‌سرعت تا اواخر مهر و آبان ماه پایین می‌آید.

حجم آبی که از دریای خزر وارد خلیج گرگان می‌شود، بسیار قابل‌توجه است زیرا تمام پتانسیل آب رودخانه‌های حوضه قره‌سو و حوضه خلیج گرگان کمتر از ۲۰۰ میلیون مترمکعب بوده و آبی که به خلیج گرگان می‌رسد ، به دلیل مصارف در حوضه‌ها، به‌مراتب کمتر است اما دریای خزر می‌تواند در مدت سه ماه حدود ۱.۲ میلیارد مترمکعب آب به خلیج گرگان وارد کند.

در سال آبی ۹۸ – ۱۳۹۹ حدود ۲۲۰ میلیون مترمکعب آب از حوضه قره‌سو به خلیج گرگان وارد شد که حدود ۱۶۵ میلیون مترمکعب آن در دو ماه فروردین و اردیبهشت در اثر سیلاب ابتدای سال ۱۳۹۸ رخ داد . این امر موجب آبگیری موقت خلیج شد و تراز آن را چند سانتی‌متر بالا آورد که در مناطق غرب و جنوب غرب خلیج منجر به زیرآب رفتن مساحت کمی با عمق چند سانتیمتری آب شد که البته این وضعیت پایدار نبود.

بخش غربی این خلیج منطقه‌ای با شیب کم است و ورود سیلاب، این منطقه را تحت تأثیر قرار می‌دهد و آن را به شوره زاری دارای آب کم‌عمق لب‌شور تا شیرین تبدیل می‌کند. اما ضمن ورود بخشی از این آب به دریای خزر به دلیل خاصیت ظروف مرتبطه و نیز با توجه به گرم شدن هوا، این آب تا اواخر مهر به‌سرعت تبخیر می‌شود و سطح آب خلیج دوباره کاهش می‌یابد.

درمجموع به نظر می‌رسد تکیه‌بر آورد آب رودخانه‌ها برای افزایش سطح و حجم آب در خلیج گرگان با واقعیت‌ها فاصله دارد، هرچند با لایروبی رودخانه‌ها و رفع موانع رسیدن روان آب‌ها به خلیج، بخش‌های غربی و کم‌عمق می‌تواند چند روزی بیشتر در هرسال شاهد مقداری آب باشد.