暴雨或迅速的融雪使大量的径流在短期内自地面汇入河中，河水流量激增，水位迅涨，河槽水流成波状下泄称为洪水波或称发生了洪水。工程建设在设计时需要考虑构筑物本身所能防御洪水的能力，按照工程的规模和重要性，拟定构筑物在使用期可能发生的洪水称为设计洪水。设计洪水是直接决定水工构筑物的尺寸、桥涵的孔径、工厂厂址标高的依据。降到流域地面的降水，由地表和地下注入河流，流经出口断面的水量称河川径流，来自地表部分的是地表径流，来自地下部分的是地下径流。对河川径流的变化规律进行定量的分析计算预估未来径流的情势，称为河川径流计算。为桥涵、水利及给水等工程的规划、设计、施工和管理运营提供径流数据。计算的主要内容为设计洪水、枯水流量、年径流量。