洪水调查可作为计算设计洪水和分析洪水发生规律的辅助资料。调查内容一般包括考察洪水痕迹，洪水发生的时间、洪水涨落过程、最高洪水位、洪峰流量、洪水总量、堤坝决口漫溢及其对洪水的影响，以及雨情、灾情等。

中国的洪水调查见于记载以1915年对西江干流的调查为最早，但较简略。较细致、较普遍开展洪水调查工作则起自1950年。黄河中游的干支流、长江干流三峡区间、汉水、淮河、海河及辽河等，自20世纪50年代起都做了历史洪水调查，发现了黄河1843年、长江1870年、太子河1888年等特大洪水和汉水自1583年以来历次特大洪水。全国水利部门共调查历史洪水11600个河段，调查洪水多达40000余次，多数河段历史洪水调查期长达200～300年，最远上溯至公元223年，为水利的规划设计提供了十分珍贵的资料。

在调查河段内，访问当地群众，听取对历史上各大洪水的叙述，并指认洪水痕迹（简称洪痕）。一个调查点调查确定的同一次洪水的洪痕至少要有两个以上，以便进行对照考证。在调查河段范围内，至少要有两个以上有一定距离的调查断面，有两个以上的可靠洪痕，以便测绘最高洪水位的纵向水面线。洪痕位置一经调查确定，即须进行实地测量。测量包括调查河段内的纵、横断面和简易地形测量。所测纵、横断面都要将所调查得的洪痕位置和高程包括在内；简易地形图应包括沿河地形，地貌，建筑物，洪痕位置，河水流向，纵、横断面位置等项内容。

根据测量的纵、横断面图和地形图，即可计算出最高洪水位以下的横断面面积、洪水比降、各横断面之间沿主流线的距离，并选定合适的河床糙率值。计算洪峰流量时，应根据洪痕点分布情况及河段的水力特性等条件选用适当的计算方法。根据调查访问和文献考证所得的洪水涨落过程，经过实地测量，可绘出该次洪水水位过程线，再用所建立的水位流量关系曲线，推出流量过程线，据此估算出各种时段的洪水总量。也可根据调查到的雨量资料，通过已建立的暴雨径流关系推求洪水总量。在有实测流量资料的河流，可通过已建立的峰量关系，用调查的洪峰流量推求洪量；或选用适当的典型流量过程线，用比例放大推求调查洪水流量过程。

洪痕和洪水碑刻等必须拍照，并将洪痕位置和可靠程度等情况整理成明细表。所有测量记录均须整理成表格，绘制平面图、横断面图、纵断面图和洪水水面线图、洪水水位过程线等。对于计算所得的洪峰流量和洪水总量，必须综合分析，进行合理性检查。如果在调查河段的上、下游还有洪水调查资料时，则可对照上、下游洪峰流量的出现时间、洪峰演变、洪量与区间来水量之间的关系等，并根据流域内的人类活动情况、历年河道变迁及暴雨中心位置和走向等，判定调查成果的可靠程度。

历史上的特大洪涝灾害，因其面广、影响国计民生而使人印象深刻，常为历史学家和文学家记入有关史籍和档案之中，在沿河民间也有不少碑文、石刻等。这些丰富的史料，常可提供数百年甚至上千年的历史洪水线索，为分析、考证调查所得洪水流量的大小、在历史上所占位置和确定其重现期等提供条件。因此，当确定调查一条河流的历史洪水时，必须首先搜集有关该河流及其邻近地区的各类历史文献档案资料，将其中有关雨情、水情、灾情及与洪水有关的旁证材料，一一加以搜集、整理，尽可能取得对该次或历次特大洪水在地区上、时间上和量级上大致的描述。然后结合现场调查资料的分析计算，排列出历次洪水在量级上的位次和重现期。历史文献中年代久远的洪水记载均较简略，现场调查测量洪痕很困难。这时可采用古洪水水文学的方法进行调查，即根据河流在洪水期漂浮着由流域面积上带来的孢子花粉、枯枝落叶、灰层等有机物，因退水而停留于洪峰水位所到达的洞穴、支沟末端、台地等处，形成坡积物覆盖而进行研究。此种被覆盖的沉积物既可提供洪水位（转化为流量），又可由放射性同位素，如¹⁴C同位素，测定洪水发生的年代。这样可以提供更为久远的历史洪水水位，进而确定其洪峰流量。中国长江三峡水利枢纽、黄河小浪底水利枢纽等大型工程的洪水计算都采用了古洪水资料。