منشاء آب رودخانه ها بارش های جوی است. نه تنها برف، بلکه باران نیز بلافاصله پس از بارش به جریان رود ها نمی‌پیوندد. علاوه بر‌آن تمام آب ناشی از بارش به جریان رودخانه ای تبدیل نمی شود، بلکه قسمتی از آن تبخیر شده، قسمتی به وسیله خاک و گیاهان جذب و بخشی نیز به سفره های زیر زمینی نشست می کند که ممکن است بخشی از آن دوباره به جریان رودخانه بپیوندد.
برای بررسی چگونگی این فرآیند رابطه میان بارش و جریان رودخانه ای در هر حوضه، همچنین ارزیابی مقدار آب و امکان استفاده از آن در موارد مختلف باید دبی(بده) رودخانه و تغییرات آن در طول سال مشخص باشد.
دبی(بده) رودخانه، طبق تعریف: حجم آبی است که در واحد زمان از یک مقطع مشخص رودخانه می گذرد. متوسط آبدهی یک رودخانه در یک دوره معین(روز،هفته،ماه و سال)دبی میانگین گفته می شود. دبی حداقل مقدار آب رودخانه در خشک ترین مواقع سال و دبی حداکثر، حداکثر آبدهی رودخانه در پرآب ترین مواقع سال است.
در ارزیابی مقدار آب یک رودخانه و امکانات استفاده ار آن میانگین های ماهانه و سالانه اهمیت بیشتری دارند وبرای پیش بینی سیلاب ها و خشک سالی ها، فراوانی دبی های حداکثر و حداقل لازم است. برای هر دو منظور، مدت اندازه گیری ها هر قدر طولانی تر باشد،نتیجه بهتری خواهد داشت.
اندازه گیری دبی رودخانه
با توجه به تعریف، دبی جریان در هر نقطه از رودخانه برابر است با حاصلضرب سطح مقطع جریان در سرعت آبی که از آن عبور می کند.
Q=AV
= Q دبی
A = سطح مقطع
V = سرعت
2- اندازه گیری سرعت متوسط آب
سرعت آب در همه جای یک مقطع از رودخانه ثابت نیست، به سبب نیروی اصطکاک در کف و کناره های رودخانه سرعت کم می شود. سریع ترین نقطه تقریباً در وسط جریان(عمیق ترین بخش رود) و کمی پایین تر از سطح آب است. لذا برای بدست آوردن سرعت متوسط، سرعت آب را در فواصل مساوی و در اعماق مختلف اندازه گیری می کنند. در رودهای کم عمق اندازه گیری سرعت در 6/0 عمق در چند نقطه و محاسبه میانگین آنها کفایت می کنند. وسیله اندازه گیری دستگاه سرعت سنج است که انواع مختلف دارد. همه آنها دارای پروانه ای است که اگر در آب قرار گیرد در اثر جریان آب به حرکت در می آید، سرعت چرخش پروانه متناسب با سرعت جریان است.
منحنی دبی _ اشل
در ایستگاههای آب سنجی پس از یک دوره اندازه گیری سرعت و ارتفاع آب و محاسبه دبی رودخانه منحنی تغییرات دبی برحسب تغییرات ارتفاع آب (تراز رودخانه) رسم می شود که آنرا منحنی دبی- اشل می گویند. پس از آن تنها با قرائت اشل می توان دبی رودخانه را در آن نقطه برآورد کرد.
دبی پایه و رواناب مستقیم
آبی که در رودخانه ها جریان می یابد به صورت کلی از 5 طریق وارد آن می گردد که می توان آنها رابه دو دسته تقسیم کرد. دسته اول شامل : بارش نهری، جریان سطحی و جریان زیر سطحی یا جریان تأخیری است که به مجموع آنها «رواناب مستقیم» می گویند.
آب نگاریا هیدروگراف
هیدروگراف نموداری است که تغییرات دبی رودخانه را نسبت به زمان نشان می دهد. چنین نموداری را می توان برای چند ساعت (در بررسی اثر رگبار) تا یکسال (در مورد مطالعه چگونگی جریان سالانه یک رودخانه) ترسیم کرد.
رابطه بین بارش و جریان رودخانه ای
برای توصیف رابطه بین بارش و جریان رودخانه ای شاخص های مختلفی وجود دارد. ساده ترین آنها بیان مقدار جریان رودخانه ای، به صورت درصدی از کل بارش حوضه در طول سال می باشد، این در واقع واکنش هیدرولیکی سالانه یک حوضه رودخانه ای می باشد.
حجم تخلیه در طول سال
×100
حجم کل بارش در سال
1- شاخص جریان
رابطه بین دبی، بارش و سطح حوضه با شاخص جریان بیان می شود. این رابطه نسبت تخلیه سالانه به سطح حوضه می باشدکه معادل ارتفاع متوسط آب جریان یافته از حوضه (برحسب میلی متر یا سانتی متر) می باشد. مقدار این شاخص در نواحی مختلف فرق می کند و بر اساس این شاخص نقشه هایی تهیه می شود که در نقاط دارای مقدار برابر با منحنی ها به همدیگر وصل شده است.
2- جریان نسبی
شاخص دیگری است که مقدار میانگین ماهانه رواناب (دبی متوسط ماهانه) در هر کیلومتر مربع حوضه را بر حسب لیتر در ثانیه بر کیلومتر مربع را نشان می دهد. از این شاخص برای بررسی مقدار آب جریان یافته از هر کیلومتر مربع حوضه در ماه های مختلف سال و چگونگی تغییر دبی در حوضه سفلی رودهای نواحی مختلف استفاده می شود.
3- رابطه بین حداقل و حداکثر مقدار جریان
این رابطه که از تقسیم مقدار متوسط دبی حداقل بر مقدار متوسط دبی حداکثر در طول یک دوره معین به دست می آید، میزان بی نظمی یا تعادل جریان آب را در یک حوضه نشان می دهد. این نسبت هر قدر به عدد یک نزدیک باشد به معنی نظم یا تعادل بیشتر در جریان رودخانه در دوره مورد بررسی (مثلاً ماه یا سال) است.