对泄水建筑物过流时上、下游水流平面形态、水面线、水跃、挑射水流及水流对下游河道的影响等水流形态进行的观测。目的在于分析判断泄水建筑物及消能设施的工作状态是否正常，为管理运用泄水建筑物提供科学依据；同时也为工程的设计、改建加固和科研工作提供资料。

中国自50年代开始，在官厅、梅山、陡河、松涛等水库以及修文、丰满、新丰江等水电站上进行过水流形态观测，并根据积累的大量观测资料，提出了改善这些工程管理运用的措施，保证了工程的安全运用，同时也验证了室内试验的成果。随着观测项目的不断增加，观测仪器、自动记录的电测仪器也不断改进。世界许多国家，如苏联、日本等对大型水利工程的水流形态观测，也比较重视。50年代苏联的古比雪夫、斯大林格勒水电站、布拉茨克水电站，日本的新城羽电站，西班牙的阿尔门德拉溢洪道等工程，都进行过较为完善的水流形态观测。这些观测为指导合理运用泄水建筑物起了积极的作用。

水流能量方程示意图

水流平面形态观测 其观测范围自建筑物起，至上下游水流正常处止。观测的内容有：泄水建筑物上下游的水流流向、平面回流、局部漩涡、折冲水流、水花翻滚、冲击波（由于边界变化而产生的一种波，常常发生在流速较高的泄水道或明渠弯道上）及水流分布等。观测方法有目测、摄影法、经纬仪或平板仪交会法，也可以采用录相法记录水流平面形态。在目测时，要预先绘制观测范围内的建筑物和上、下游的河道平面图，将所观测到的平面形态随时描绘在平面图上，并加必要的文字说明。在摄影或录相时，要选择水流表面有代表性的部位，并应将设置在建筑物上的标志一起摄入。对于一些大型工程，目测及摄影都不能满足时，可采用经纬仪或平板仪交会法观测。

水面线观测 观测范围与水流平面形态观测的范围相同。观测的目的是为了了解上下游水位情况，及时分析建筑物边墙是否够高，水面波动的大小是否影响发电或通航等。观测的方法有：水尺法、活动测锤法及波高仪电测法。水尺法是在观测范围内，沿水流方向设一系列的水尺，泄水时将各水尺的水面读数记下来，绘制成完整的水面线。活动测锤法用于水面较宽或侧墙上无法绘制水尺的建筑物上。在测取的水面线范围内设置横跨水面的钢梁或绳索，使测锤能上下左右活动，沿一条绳索可测取一个横断面的水面线，数条绳索即可测取纵剖面的水面线。近年来常采用波高仪（有的称为液面仪）电测法，即在要观测的水面处，设立金属杆，在杆上固定电容式或电阻式感应器，用电线通到记录地点，可以用仪器自动记录其水面变化。这种方法最为精确。

水跃观测 多采用方格坐标法，即在发生水跃范围的两岸侧墙上，绘制方格坐际，按坐际描绘水跃的形状和位置。绘制网格时，应由消能工的起点开始，向下游每隔1米绘一条纵线，由消力池底板开始，向上按高程每隔1米绘一条横线。在水面波动大的部位，纵线刻划至0.1米，横线刻划至0.5米。水跃观测要在闸门开启稳定以后再进行，以免发生误差。

挑射水流观测 指对挑流鼻坎消能工挑射的水流的观测，内容包括挑射水流形态、挑流的最高点、水舌的内缘和外缘的落水点、尾水波动及下游的雾化区。挑流形态观测通常采用拍摄照片，或在两岸建筑物上的适当地点用经纬仪交会挑射水流表面点，定出挑流的形状，然后用目测定出水舌内、外缘的落水点位置，调查测量下游雾化范围。

水流对下游河道的影响观测 指观测泄水对下游河床、岸边的冲刷程度。一般在工程峻工以后应对下游河床及岸边进行一次测量，每次泄水以后都要测一次水下地形，将逐次测量结果对照检查冲刷坑的发展情况，如发现冲刷坑不断加大有可能危及工程安全时，应立即采取防冲措施。冲刷坑在若干年以后应趋基本稳定，待稳定以后，可以3～5年测量一次，特大洪水过后要加测一次。测量方法，一般采用测锤或测杆，也可采用迥声测深仪。

水流形态观测设备，最好是结合水工模型试验的要求进行设计。观测时，要按不同闸门开度、不同闸门开启顺序、不同的开启孔数，以及不同下泄流量分组次进行。并要随时注意影响水流的边界条件，以及当时的风力、风向、气温、水温等因素，按规定格式进行记录。观测资料要及时整理，分析水流状态是否正常和发生各种水流现象的原因，对可能产生的不利影响作出预测，提出改善意见。