水位流量关系要根据该断面的多次实测流量和相应水位的资料来确定。在水文资料整编时，可以将连续的水位资料转换为连续的流量资料。在水文预报、水文计算、水利管理工作中，也常用水位流量关系做水位、流量间的换算。如果在同一水位下，断面形状、水面比降、河床糙率保持恒定不变，或虽有少量变动但能互相补偿，那么，这个水位就只有一个对应的流量数字。这样的水位流量关系就是稳定的。在普通方格纸上，以水位为纵坐标，流量为横坐标，其图像是单一的凹向下方的曲线（图1）。此曲线通常通过各实测点据中心位置定出，也可以使用计算机用最小二乘法原理选配数学方程式。通常令：

可以在，之间选配一阶或二阶、三阶方程式，如：

式中、为参数；为水位；为断流水位；为流量；、、、为系数。

图1 稳定的水位流量关系（福建闽江某站）

天然江河中常由于以下原因，引起水位流量关系的变动：①河床冲淤，使断面形状发生变化；②洪水涨落，涨水时水面比降比水流稳定时大，落水时则相反；③变动回水，断面下游的河流汇合、闸门启闭、潮水顶托，引起比降变化；④结冰或水生植物，减小了过水面积，增加了阻力。受洪水涨落影响的，有些可以用水位变率作参数；受回水影响的，有些可以用上下游河段的水面落差作参数，用实测资料来定出水位、参数、流量三变量之间的关系。还有其他一些不稳定的情况，则只能把流量看作是水位和时间的函数，要求有大量的测次来控制其时程变化。对于河流和渠道上的堰闸或其他可用于量水的建筑物，在用实测流量率定了流量系数后，可以按照其类型、流态，用水力学公式计算流量，也可以绘出推算流量的水位-过水断面面积（Z-A）、水位-流速（Z-V）、水位-流量（Z-Q）关系曲线直接查用（图2）。

图2 天然河道水位、流速、流量关系