河流流域上发生的各种水文现象和过程，包括河流水文地貌、河流水源、河流水情要素变化，固体径流，化学径流等。

河流水文地貌特征 由一定区域的地表水和地下水补给，常年地或周期性地沿着它本身所造成的凹槽流动的天然水流称为河流。河流根据其大小和特征可分为江、河、溪、沟，它是地球上水文循环的重要通道，大陆上的径流、泥沙、盐类和其他化学元素通过它进入海洋。河流是自然地理环境的重要组成部分，是经过漫长复杂的发育过程而形成的。它的形成密切依赖着流域的气候条件，河网布局，水文特性和地貌结构，还和气候上的区域差异有着密切关系。在一定意义上说，河流是气候的产物，但河流本身也反过来影响着气候和环境。如北亚南凭高原山地，北向北冰洋缓缓倾斜，主要大河如叶尼塞河和勒疏河都由南向北流，对于北方的植物和土壤起着一股暖流作用。又如西伯利亚河流自南向北流，使各河上游融冰在先，下游解冻在后，融冰水的泛滥造成了鄂华河下游两岸广大沼泽地带。霍顿（R.E.Horton）的河数律、河长律和河流比降律概括描述了河流水文地貌结构的基本规律。河数律是指河系内任一级支流数与该级支流的级别成反几何级数的函数，该几何级数的首项为1，公比为河流的分叉系数（分叉系数是任一级支流数与下一级支流数之比值）。河长律是指水系内任一级支流的平均河长与该支流级别数序呈正几何级数的函数关系，该几何级数的首项为第一级支流的平均河长，公比为河长比（河长比是任一级支流平均河长与比它低一级支流的平均河长的比值）。河流比降律是指河系内任一级支流平均比降与该支流的级别数序成正几何级数的函数关系，该几何级数的首项为第一级支流的平均比降，公比为河流比降比（河流比降比是任一级支流的平均比降与比它高一级支流的平均比降的比值）。

地面水和地下水汇入并补给河流的区域称为流域。两个相邻流域间的分界线称分水线。地球表面上河流分布极不均匀，每一个大洲都有几条分水线，地表径流分别流向不同的海洋。直接流入海洋的河流其流域称外流流域，世界的大河流如长江、密西西比河等都是外流流域；小部分河流最终消失于陆地上，其流域称为内流流域，如柴达木河。内流区的分布一般与干旱与半干旱的沙漠相联系的。例如气候干旱少雨的非洲，内流区达到31%，而气候湿润的南美洲，内流区则只占极小的比例。亚洲的内陆流域受地形和气候的影响，还与第四纪地质史有关。

河流水情要素 水情要素是研究河流水文不可缺少的内容，包括水位、流速、流量、泥沙、水质、水温和冰情等。造成水位变化的主要原因是补给水量的增减，但也受河道冲淤、风、潮汐、结冰、水生植物、干支流汇合以及人类活动的影响。以雨水为主要水源的河流水位的年内变化取决于降雨情况。中国夏、秋雨量丰沛，水位高涨，冬季雨量稀少，水位低落；以冰雪为主要水源的河流，冬季温度低、冰雪不融，河流水位最低。夏季冰雪融化，水位升高。

河流流速变化有相当大的幅度，从平原河流的每秒几厘米到山区河流超过每秒6～7米。河中水流呈紊流流态（见层流与紊流），过水断面上垂线的流速分布，在接近河底处接近于零，从河床向上，流速开始增加很快，到一定高度处，分布渐趋均匀。由于空气阻力、结冰、水内环流等作用，最大流速多不在水面，而是在一定深度处。因此过水断面上流速分布，在河床底和河岸附近流速最小，水面流速一般在河边最小，向中泓渐增。由于河道断面上各点流速不等，每秒钟经过过水断面的水量是一个不规则的曲面体，测定某断面的流量就要进行流速和断面的测定（见流量测验）。断面上水位的变化、本质上是流量的变化，流量增大水位升高。水位和流量具有密切的关系（见水位流量关系）。

河水是成分复杂的溶液，一方面因为水具有溶解性能，另一方面由于河水流动过程中侵蚀了流域内各种物质（如土壤、岩石等）。河水的化学成分主要由、、Cl^-、CO^2-、Ca^2＋Mg^2＋、Na^＋、K^＋等离子组成。河水的化学成分及矿化度与补给来源有密切关系。以冰川和高山融雪补给为主的河流，水矿化度低，因为高山区温度低、风化弱，而且处于经常性的高度湿润状态，土壤岩石长期被洗蚀，缺乏易溶性盐类；以地下水（特别是深层地下水）补给为主的河流矿化度较高。从离子组成看，若河流以雨水或冰雪融化补给为主，则河水中、Ca^2＋、Mg^2＋占优势，若以地下水补给为主，易溶性盐类离子、Cl^-含量较大。流域的气候、地质、土壤条件对河水的化学成分与矿化度有一定影响。干旱地区由于蒸发强烈，河水的矿化度高；降水充沛地区，因河水经常被地表径流稀释，河水的矿化度低。河水矿化度在年内也不断变化，洪水期因地表径流剧增，水的矿化度低；而枯水期则因地下水为主要补给，河水的矿化度高。

河流水温垂线上的分布规律为：清晨表面水温低，向河底递增；下午表面水温高向河底递减。水温与气温有密切关系，由于水的热容量大，水温变幅远比气温要小，而其变化滞后于气温。河水温度的日变化取决于水量、季节、天气和地理位置。河流水量越大日变幅越小，中高纬度暖季水温的日变幅大于冷季，晴天的日变幅大于阴天。河水温度的年变化主要受季节的影响，水温的升降取决于河水收入与支出热量之比，因而不同地理位置水温的年变幅不同，季节变化明显的中纬度，其水温年变幅比高纬度为大。

河流冰情经历结冰、封冻、解冻三个阶段。冰往往先出现在水流缓慢的河湾附近，岸冰或水内冰伴随着流水向下游流动，在过程中冰块互相碰撞而聚集，遇到狭窄的河段、河湾、冰块停积，使冰面扩大，直至全河被冰层覆盖。随着气温升高，靠河岸的冰先融化并在河上形成多处融水面，冰层破裂成冰块，随水向下游移动而出现流冰（见冰情）。

河流水源 河流水源来自雨水、融雪水、永久积雪和冰川融水、湖泊沼泽水及地下水。雨水补给是赤道、亚热带及温带地区大部分河流的主要补给源。雨水补给为主的河流，其水量及变化，主要取决于流域降水量及其时间分配。北温带及寒带地区，河流洪水主要来源于春季积雪融化。这种河流的水量及其变化与流域内积雪量及春季气温变化情况有关。寒带极地及北温带高山地区，冰川运动至雪线以下或正温度地区发生消融而补给河流，其水量及变化取决于流域内永久积雪或冰川储量及温度变化。地下水补给也是一种普遍形式，地下水及其动储量在时间变化上比较均匀，形成持久的河水补给源。中国的青藏高原及黔桂岩溶分布区，河流地下水占了很大比重。

河流径流 河流径流具有年际变化的特征，表现为多水年群和少水年群交替出现的规律。这种变化趋势与太阳黑子活动和大气环流变化有关。但是多水年和少水年的交替出现并无固定的周期，且各年之间与相邻年份间的径流通常有很大的独立性，因此年径流变化可以用概率理论和数理统计的方法来研究。河流径流的年内分配呈汛期和枯水期交替的规律。主要靠地下水补给的径流称为枯水径流（见枯水）。流域地质构造岩土性质和地貌等，决定了地下水的储量和河流补给特征。在岩溶地区，汛期大部分降水从落水溶洞进入地下深处，成为持久的地下水补给。洪水根据其形成的水源不同和发生时间，可分为春季融雪洪水和暴雨洪水。洪峰量是重要水文特征值，通常把它看作为随机变数，可以用数理统计的方法，预计某一定洪峰流量值出现的概率或者用水文气象方法推求可能最大洪水。

河流泥沙 河流中泥沙主要来源于：雨水和地面径流浸蚀地表疏松岩石风化层，河中水流侵蚀河槽及河岸和浅海沿岸泥沙随潮进入河口段。河流泥沙来源与流域地形地貌和岩石土壤特性有关，也受流域气候条件，特别是降雨特性的影响。河流中泥沙运动的主要形式是悬移质和推移质运动。泥沙在水流中受到冲击力加上其本身的自重，较细颗粒的泥沙悬浮水中随水流而移动，称为悬移质；而沿河底移动的泥沙则称为推移质，两者的区分取决于颗粒粗细和水流流速。泥沙的空间分布，即沿垂线、沿河宽和沿流程分布，具有一定规律性。一般来说，含沙量沿垂线上河底大，水面小；河底处泥沙颗粒较粗。水面处则较细。由于垂线上流速分布不均匀，输沙率在距水面0.2～0.4米处达到最大，向河底逐渐递减。泥沙在断面上的分布与流速、水深、水内环流及河槽形态有关（见河流泥沙）。