O método de Thiessen permite estimar a chuva média em uma bacia hidrográfica, com o uso de dados pluviométricos de postos localizados dentro ou perto da bacia. A grande vantagem desse método é considerar a influência do relevo na estimativa da precipitação média na região.

De acordo com o método apresentado pelo Soil Conservation Service para determinação da chuva efetiva, as perdas iniciais equivalem a 20% da capacidade de armazenamento no solo da bacia, independentemente do tipo de solo e da vegetação da bacia. O armazenamento é estimado com base em um fator denominado CN, que varia em uma escala de 1 a 100. Para um mesmo valor de precipitação, quanto maior for o valor de CN, maior será o valor da precipitação efetiva.

As equações de Horton, Penman e Green-Ampt e o algoritmo de Berthelot são usualmente empregados para modelar o processo de infiltração em uma bacia.

O ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) — um instrumento de medição de descarga em canais abertos que faz uso do efeito Doppler para determinação da velocidade do escoamento — tem a vantagem de medir a velocidade tanto na superfície quanto ao fundo, não necessitando de nenhum método de extrapolação para determinar o perfil de velocidades na seção.

Um método de medição de descarga consiste em dividir a seção transversal do rio em diversos elementos de área, cada um dos quais está associado a uma vertical; assim, faz-se necessário conhecer a velocidade média do escoamento em cada vertical. Se não for possível medir a velocidade em mais de um ponto da mesma vertical, utiliza-se a velocidade medida na metade da profundidade da vertical.

O método de Stevens, que pode ser empregado para realizar o processo de extrapolação do ramo superior da curva-chave, baseia-se na suposição de que a vazão varia linearmente com AR ^1/2 , em que A é a área molhada da seção e R é o raio hidráulico.

A curva-chave é utilizada para relacionar a vazão que atravessa a seção transversal de um rio e o seu nível de água. A determinação da curva-chave da seção de um rio é feita com informações provenientes de medições de descarga, quando se obtém, para cada medição, o valor da vazão e a respectiva cota do nível de água. Com base nesses pontos, é possível ajustar uma função matemática, como, por exemplo, a exponencial expressa por Q = a(h -h₀)ⁿ, em que a e n são constantes a serem determinadas, h é o nível da água e h₀ é o valor do nível da água correspondente à vazão nula.

Por apresentarem seções de controle bem definidas, o que leva ao estabelecimento de curva-chave única, os trechos de rios a montante de corredeiras e saltos d’água são, a princípio, bons locais para instalação de estação fluviométrica.

Em projetos de drenagem urbana, muitas vezes faz-se necessária a determinação do hidrograma de projeto. Um método popular para se transformar o hietograma da chuva efetiva em hidrograma do escoamento superficial direto é o denominado método de Clarke, que utiliza o diagrama tempo-área para descrever o processo de translação na bacia e de um reservatório linear para descrever o processo de armazenamento.

Por carrear poluentes depositados de forma dispersa sobre a superfície da bacia hidrográfica, o escoamento superficial em áreas urbanas gera poluição da água, caracterizando a poluição de origem difusa; por outro lado, a presença de poluentes na atmosfera não constitui causa de poluição difusa da água.