其目的是为了了解水库泥沙运行情况，分析淤积规律及其发展趋势，以便研究可行的控制和处理措施，制订合理的水库运用方案，以延长水库使用年限。水库泥沙观测常用方法通常是在入库区、库内和坝下游河道内，设立若干固定观测断面，定期进行观测。   

对水库泥沙淤积、冲刷的数量和相应地形变化进行观测。水库淤积量及淤积形态测验方法一般包括地形法、横断面法及混合法三种。通常通过断面测量和地形测量计算变化量。观测范围包括水上和水下两部分。由于条件不同，对于不同的位置需要采用不同的测量方法；另外在温度不同的条件下也需应用不同的测量方式。观测项目一般有进出库水文泥沙测验、水库淤积测验、坝前区泥沙冲淤观测、专项测验。测量方法一般有断面测量法、地形测量法、混合测量法以及其他测量法。随着科技的发展，20世纪末，水下地形仪、全球定位系统（global positioning system; GPS）等技术应用于水库淤积观测。水下机器人和多波束水下地形测量系统测量方法已经开始在水库淤积观测中得到应用。

对入库挟沙水流潜入库底所形成的异重流进行观测。常用研究方法包括理论分析、实验研究和原型观测等。为提高观测的准确性，在每次异重流出现时，至少需要在开始形成、比较稳定和消落三个时刻观测三次，得到的相关数据包括断面状态、水力及泥沙因子、泥沙物理性质，以及水的物理化学性质等。对于异重流观测资料应及时进行整理分析，按时空关系进行排列统计。整理分析一般包括：①绘制沿程各断面的流速与含沙量分布图，用以观察分析浑水潜入后异重流的流态，以及由不稳定到稳定的过程。②绘制沿程各断面异重流宽度过程线，用以研究异重流的扩散范围和过程。③绘制异重流流速与泥沙平均粒径的关系曲线，结合浑水面高程变化资料，研究异重流的挟沙能力和沉降速度。④绘制异重流历次淤积过程和分布图，以分析异重流淤积的规律。此外，根据异重流出库沙量的观测资料，结合有关因素研究异重流排沙的效果。利用异重流特性，在水库减淤，给水排水工程设计与运用等方面可获得很大效益。在多沙河流上修建蓄水水库和水电站时，设置底孔，合理运用在库底运动的浑水异重流可把泥沙排走，减少水库淤积，是水库减淤的主要措施；在给水工程中，根据异重流特性设计沉淀池，有利泥沙落淤，可获得较好的水质；修建火电厂可利用温差异重流特性，设置较深的取水孔引取冷水，而设置较高的排水孔排放热水。