Изучение водного режима таких элементов, как реки, озера, резервуары, дренажи, а также прибрежных территорий или торфяников связано с анализом погодных условий и метеорологических сведений. Осуществляется выявление существующих или прогнозирование возможных опасных ситуаций. Устанавливается наличие или шанс возникновения на территории негативных изменений как природного, так и техногенного происхождения. Обязанностью гидролога является установление и передача проектировщикам конкретных числовых значений, характеризующих водный режим (как предельных, так и средних). При этом необходимо анализировать вероятность периодического наступления какого-либо элемента режима, например, пикового расхода воды в сезон половодья.

На данном этапе изыскательных работ решаются следующие задачи:

• расчет средних показателей годового стока, максимального расхода воды во время половодья и паводков, расчет характера распределения стока в течение года, анализ максимального и минимального расхода, определение длительности периода без стока (в холодные и засушливые периоды).
• составление графиков половодий и паводков;
• расчеты осадков в различные сезоны и количественных характеристик испарения воды как на водных объектах, так и на суше;
• анализ стока наносов, изменений в береговой линии, процессов заиления водоемов;
• анализ таких характеристик, как передвижение водных масс и особенности течения, влияние ветров.;
• определение термического режима: период замерзания и вскрытия рек, озер и других объектов, толщина льда, температура воды;
• анализ водного баланса каждого из присутствующих на участке объектов;
• расчеты, касающиеся гидротехнического режима: минерализация воды, ее химический состав.

Главные методы, на которых базируются гидрологические расчеты: математическая статистика и балансовый метод.