降到流域地面的降水，由地表和地下注入河流，流經出口斷面的水量稱河川徑流，來自地表部分的是地表徑流，來自地下部分的是地下徑流。對河川徑流的變化規律進行定量的分析計算預估未來徑流的情勢，稱為河川徑流計算。為橋涵、水利及給水等工程的規劃、設計、施工和管理運營提供徑流數據。計算的主要內容為設計洪水、枯水流量、年徑流量。
設計洪水暴雨或迅速的融雪使大量的徑流在短期內自地面匯入河中，河水流量激增，水位迅漲，河槽水流成波狀下泄稱為洪水波或稱發生了洪水。工程建設在設計時需要考慮構築物本身所能防禦洪水的能力，按照工程的規模和重要性，擬定構築物在使用期可能發生的洪水稱為設計洪水。設計洪水是直接決定水工構築物的尺寸、橋涵的孔徑、工廠廠址標高的依據。主要採用頻率（用等於或超過某一指定流量或徑流總量的機率或頻率）來分析計算，即利用實測洪水資料加上洪水調查資料推算某一頻率的洪水。也有採用可能最大洪水，即計算現代氣候條件下，特定流域在一定歷時內，可能發生的最大暴雨所產生的最大洪水。還有採用歷史洪水加上某一成數的洪水。流域中每發生一次洪水，在測流斷面測得一條相應的洪水過程線，洪水過程線上的最高點即為洪峰流量（見水文測驗）。當水文測驗資料短缺用以上方法不能求得較可靠的設計洪水時，需要進行洪水調查，以取得歷史洪水，延長洪水資料系列，提高計算精度。
枯水徑流當地表徑流減少，河流的水量大部分靠地下水補給時的河流水流。在缺少水文測驗資料的情況下，枯水徑流調查是延長枯水徑流資料的一個重要方法。
年徑流量一年內通過河流某一斷面的水量。年徑流量計算對於有效地開發利用河流的水利資源極為重要，要預測水利措施運行期間河流的徑流情勢，首先需估計流域內究竟能有多少水量，在氣候及下墊麵條件（如地形、地質、植被、土壤、森林等）基本穩定時，可由長期的實測年徑流量來計算多年平均流量，用以代表正常流量，作為說明徑流特徵的基礎。
