研究流域上地面径流，地下径流如何汇集为出口断面的流量过程的计算方法。它包括坡地汇流和河网汇流两个阶段。因为坡地汇流的历时远较河网汇流的历时为短，坡地的调蓄作用也较河网的调蓄作用为小，故在一般流域上，河网汇流在流域汇流中起着主导作用。现在流域汇流计算方法以水文学方法为主，其入流、出流和流域作用的关系可用卷积（又称杜阿姆积分）表达：

流域汇流计算

上式是一个线性时不变集总系统。它是参数不随时间变化，且降雨、产流分布均匀并满足倍比与迭加的原则的系统。用上式计算出流过程Q（t）时，净雨过程即入流过程I（t-τ）是已知的，而U（τ）是未知数，在系统分析中称脉冲响应函数，在水文学中称汇流曲线，它是流域汇流计算中的关键。常用的汇流曲线有单位线、瞬时单位线、综合单位线和等流时线法等。分析汇流曲线的方法通常有两类：①“黑箱”法。即利用实测的入流和出流资料，直接推求出单位线，而不注重它的物理概念。如1932年谢尔曼单位线；②概念性模型法，它先给出流域汇流系统的概念结构和它的数学代表式，再由实测的入流、出流资料优选出单位线的参数。例如纳升瞬时单位线（见瞬时单位线）和等流时线法等。③数学物理法，目前以前两类方法应用较多。但是流域汇流实际上是非线性的，上述方法概化为线性的就会带来误差，所以目前已提出了多种处理非线性汇流的方法，如变动汇流曲线、非线性概念性模型等，以提高流域汇流计算的精度。

分区汇流法 考虑到较大流域面上净雨分布不均，入流点远近不同对汇流影响等实际情况，最好采用分区汇流法，又称单元面积汇流法。即将整个流域按自然流域划分若干区（单元面积），每个小区由河网联接，而联接处就是小区的出流断面，或者直接选择水文站作出流断面，对每个小区采用单位线的汇流计算就可以考虑净雨量的分布不均；小区的出流断面以下河道则用分段连续的洪水演算法，就可以考虑相同净雨量不同流程时所受不同的和分散调蓄的影响。

分区汇流法把单元面积汇流和洪水演算结合起来，还可以分区单独处理修建水利工程后的影响。是目前解决流域特别是大流域汇流计算的行之有效的方法。例如1958年苏联加里宁单位洪水法，就是依特征河长分区和用特征河长法演算的。1973年中国华东水利学院提出的新安江流域模型，是用泰森法分单元面积和马斯京根分段连续进行演算法演算的。1976年中国长江流域规划办公室提出的汉江丹江口水利枢纽洪水预报模型，是依自然流域分区和迟滞瞬时单位线等方法演算的。