水理演算是用来预测洪水波在河道、水库中传递对时间与空间的变化，或者由降雨量来预测集水区之漫地流之出流历线。一般而言，演算大约可分成水文演算及水理演算两大类。水文演算较为简单，只利用到连续方程式及简易之储蓄－流量关系；水理演算除了利用连续方程式以外，亦需运动方程式；前者只需解块集或常微分方程组系统；而后者必须解析分布或偏微分方程组系统。因此水理演算对于洪流的演算较水文演算来得复杂些。因为变量流中之连续与运动方程式为偏微分方程式，求解甚为困难，故必须就其动力现象加以简化。一般而言，依简化程度的不同，有所谓动力波、准动力坡、扩散波及运动波等之水理演算，以省略运动方程式之某些项数。求解时必须依赖数值方法，最常用者为有限差分法、特性法、及有限元素法等数值方法。简言之，水理演算就是要解析下列之变量流方程式，即 上式中，A 为截面积；Q 为流量；Q1为侧流量；g 为重力加速度；S0为渠道坡度；Sf为摩擦坡度；V 为平均速度；V1为与主流同方向之侧流速度；H 为水深；x 为主流方向；t 为时间。