乾隆二十三年八月，定边将军赵辉奉命由伊犁(今新疆伊宁)率部南下，指挥清军平定回部大、小、卓叛乱。赵慧派副将富德驻阿克苏，作为第二梯队，率领4000多名马步兵前往叶尔羌城(今新疆莎车)，由卓霍占领。周十多里的叶尔羌城，12座城门。回兵在清军必经的城东5里处，挖沟筑台，以为屏障；并实行坚壁清野。10月初三，赵辉所部抵辉齐阿里克，距叶尔羌城40里，隔河扎营，并派出左右两翼兵，抢占城东土台，控制进出要道。初六，数百名骑兵从东、西、北三个城门冲出来，两军战斗，回兵三战败，然后退回城市坚守。
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赵辉大营安扎在黑水河畔，故名“黑水营”。兆惠看到叶尔羌城防守严密，于是拨出800名清军交副都爱隆阿，命令他前往东南方向，防御大和卓叛军盘踞在喀什嘎尔(现在是新疆喀什)。其余部队密切监视叶尔羌城，待机再战。得到情报时，言城南山下有回人牧群。赵辉决定抢劫羊群，补充供养，引诱敌人出城作战。十三日，兆惠率干余骑兵南进。前面有一条河，清军夺走了桥头，登上了桥。出乎意料的是，刚过桥400多人，桥突破，叶尔羌城立即冲出叛军5000骑兵，1万步兵，张开两翼围攻清军。清军自为战，浮水还营，兆惠两易战马，面胫俱伤。直到晚上，回兵方才返回城市。清军死亡100多人，伤亡数百人，总兵高天喜战死亡。
14日，霍集占组织回兵向黑水营发动猛攻。在战斗中，兆惠指挥士兵筑起了临时工事。战斗持续了五天。兆惠派出5名士兵向阿克苏告急，驻阿克苏头等侍卫舒赫德飞章奏朝廷。乾隆皇帝命靖逆将军纳木札尔前往援助。爱隆阿奉兆惠的命令，防御喀什噶尔的副首都，返回阿克苏催促援军。途遇纳木扎尔率领200名骑兵。爱隆阿劝他等士兵到了再进去。纳木扎尔没有服从，然后全军在路上被摧毁。霍集占据强攻不下，便改为长期围困。从10月到次年正月，黑水营进行了艰苦的防御战。时天寒地冻，弹尽粮绝，援兵不至，无险可依。回兵于上游决河灌营，清军在下游挖沟排水。回兵枪弹如雨，清军砍树，从树干里挖出数万颗弹丸。后清军挖井，挖窖粮，补充供养。
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11月，回疆以西的布鲁特人抢劫了喀什加尔所属的英吉沙尔城(今新疆英吉沙)，黑水营清军纵火焚烧了两个回营。霍集占认为清军和布鲁特人有约会，害怕被攻击，所以攻击黑水营有点松懈。当黑水营难以守卫时，清廷急调援兵增援。富德，驻阿克苏的定边右将军，与侍卫舒赫德在巴尔楚克(今新疆巴楚)合军，率领3000多名士兵，冒雪赴援。阿里根领兵600名巴里坤办事大臣，解马2000匹，骆驼1000头，兼程来援，与爱隆阿部会合。
24年正月初六(1759年)，富德、舒赫德所在呼尔浦，遇见叶尔羌城来的5000叛军，战斗4日，清军战并进。初九，富德、舒赫德部已接近黑水营，被叛军包围，处境危险。阿里根、爱隆阿率部赶到，拉开横阵，大喊大叫，两军合作，叛军退到叶尔羌。兆惠在黑水营知援兵已到，立即组织一切突破包围，杀敌千余人，尽焚其垒。叛军大败；返回叶尔羌城。赵惠军与援军会师14日撤回阿克苏。
黑水营之战的详细过程是什么？清军是如何赢得的？