Для беспрепятственности судоходства представляются необходимыми постоянные наблюдения за изменениями русла и состоянием воды. Такие наблюдения также необходимы для правильного проектирования в возведении в реке сооружений. Знание переменных условий движения воды в реке также необходимо для проектирования и устройства сооружений в пределах разлива реки и для обсуждения гидрологических свойств ее бассейна.

Наблюдения, делаемые в этих видах, существенно заключаются:

1) в определениях изменений горизонтов (уровней) воды;

2) в промерах живых сечений потока;

3) в измерениях скоростей течения при разных горизонтах воды и исчислениях соответствующих им расходов воды;

4) в определении изменений в поперечных сечениях, продольной профили и плане русла, и

5) в промерах глубины по фарватеру.

Для производства наблюдений над переменными условиями движения воды в реке на ней и учреждаются водомерные посты и водомерные станции.

Водомерные посты могут быть учреждаемы или с целью наблюдения только изменений горизонтов воды, или с целью полного исследования всех гидродинамических факторов потока. Для последней цели водомерные посты должны быть учреждены на всех границах плесов, перекатов и перевалов, а также выше и ниже впадения каждого притока. Но так как это потребовало бы слишком больших расходов, водомерные посты обыкновенно учреждаются с целью наблюдения только изменений горизонтов воды и только в наиболее резких и характерных точках перелома продольного уклона потока в наиболее важных в судоходном и административном отношении местах, у особо важных сооружений и ниже впадения наиболее значительных притоков.

Одновременные наблюдения на такого рода водомерных постах при слабых изменениях речного русла могут дать возможность установить некоторую приблизительную эмпирическую зависимость между изменениями горизонтов и глубин воды в разных участках реки, но наблюдения эти не могут дать понятия об изменениях поверхностных уклонов потока в зависимости от изменений горизонтов воды и вообще не могут служить основанием для каких-либо точных гидрологических заключений. Такая сокращенная система водомерных постов в некоторой степени может быть дополнена учреждением водомерных станций и периодическими исследованиями поперечных сечений русла потока.

Водомерные станут представляют собой группу водомерных постов. Они учреждаются в концах наиболее характерных участков реки. Каждая водомерная станция должна состоять из двух или трех водомерных постов, расположенных один от другого в расстоянии около версты в таких местах, где долина имеет возможно меньшую ширину, русло возможно правильные очертания, поток представляется по возможности сжатым, в промежутках между постами не принимает никаких притоков и не отделяет в сторону рукавов. На постах водомерной станции должны производиться одновременные наблюдения изменений горизонтов воды, промеры живых сечений измерения скоростей течения, исчисления расходов воды и уклонов потока между постами. На основании этих наблюдений могут быть определены модули реки в разных местах ее, т. е. средние расходы воды в ней, отношения наименьших меженных и наибольших расходов воды к модулям и выяснена зависимость между расходами воды, возвышениями ее над средним дном и поверхностными уклонами.

Результаты наблюдений гидрометрических станций в связи с наблюдениями на промежуточных водомерных постах и с периодическими исследованиями состояния русла могут дать необходимые данные для решения разных гидротехнических вопросов; в связи с результатами метеорологических наблюдений в бассейне реки могут служить для уяснения гидрологических его свойств. Кроме производства поименованных наблюдений, замечаются и наблюдаются время и горизонты ледостава (замерзания потока) и ледохода, а также случаи, причины и характер образующихся зажоров. Промеры живых сечений и измерения скоростей производятся способами, описанными под соответствующими названиями, причем все горизонтальные и вертикальные измерения относятся к магистрали и реперам. Измерения высоты горизонтов воды производятся посредством водомерных реек (см. это сл.) на всех постах ежедневно и одновременно; во время обыкновенных паводков их делают раза три в день, а при особенно больших и быстрых прибылях воды их делают и через час. Наилучшими часами для наблюдений можно считать 8 часов утра, полдень и 4 часа дня.

Там, где частые изменения высот воды имеют исключительно важное значение, можно устанавливать самопишущие водоизмерительные приборы, как, напр., так называемый мареограф (см. это сл.), дающие непрерывное и точное измерение высот. Собираемые данные относительно высот воды для каждой рейки изображают графически кривою в прямоугольных координатах, откладывая в принятом для всех реек однообразном масштабе время по абсциссам и высоты воды по ординатам. Если вместе с наблюдением высот воды производятся и измерения скоростей, то соответственно высотам воды могут быть исчисляемы расходы воды; результаты этих исчислений также полезно изображать графически, принимая за абсциссы высоты воды и откладывая по ординатам расходы. Изменения русла реки в плане, продольных и поперечных профилях определяются относимыми к магистрали и реперам измерениями в поперечных профилях, производимыми периодически и по мере надобности на водомерных постах и в промежутках между ними в особых пунктах реки.

Но, кроме этого, для наблюдения за состоянием русла в местах, подверженных особенно частым изменениям или представляющих особые затруднения для судоходства вообще, как-то: на перекатах, перевалах, порогах и в очень крутых поворотах, учреждаются особые наблюдательные посты. Постовая прислуга промерами с лодок (шестами) определяет ежедневно наименьшие глубины по судовому ходу между постами, сообразно найденным глубинам исправляет обстановку судового хода знаками и сведения о найденных наименьших глубинах сообщает на водомерные посты (см. Фарватер). Все собранные таким образом сведения за несколько лет, приведенные во взаимную связь и систему, дают материал для деления:

1) свойств реки по отношению к питанию ее водою и свойств ее русла;

2) периодов и размеров прибылей и убылей воды в разных участках реки, высоты, времени и характера ледостава и ледохода;

3) зависимость между последовательными изменениями высот воды в разных пунктах по течению рки при убылях и прибылях воды.

4) зависимость между глубинами воды в плесах, на перекатах, перевалах и порогах высотами и расходами воды в вышележащих частях реки;

5) зависимость между уклонами, скоростями, расходами и глубиной воды в разных местах реки.

Возможно точное выяснение всех этих данных имеет очень важное практическое значение, так как только по ним можно определить время и продолжительность годового навигационного периода в реке для судов данных осадки и размеров или, наоборот, определить возможные величины осадки и размеры судов для данных периодов судоходства и по наблюденным высотам воды в верховых частях реки предсказывать в ближайшем будущем изменения в высотах и глубинах воды в нижележащих частях реки.

Систематические наблюдения описанного характера начаты в России с учреждения в министерстве путей сообщения в 1876 г. навигационной описной комиссии. Число водомерных постов на реках России определяется следующими данными. Внутренние водные пути бассейна Балтийского моря имели в начале 189 2 г. 84 водомерных поста, а именно: Висла — 12, Нарев — 5, Западный Буг — 6, Бобр — 2, Неман — 16, Вилия — 3, Западная Двина — 13, Нева — 4, морской канал С.-Петербургского порта — 3, оз. Ладожское — 1, Волхов — 4, Шелонь — 1, Ловать — 1, Полисть (приток Ловати) — 1, Сясь — 1, Канал императора Александра I — 2, Свирь — 5, озеро Онежское — 8, канал Онежский — 1. Внутренние водные пути бассейна Белого моря имели в то же время 25 постов, а именно: Северная Двина — 8, Малая Северная Двина — 1, Юг — 1, Сухона — 1 1, Вологда — 1, Вычегда — 1, Онега — 1, Свадь — 1. Внутренние водные пути бассейна Каспийского моря имели в 1892 г. 122 поста, а именно реки: Волга — 46, Молога — 2, Чагодоща — 4, Шексна — 7, Ока — 19, Зуша — 1, Москва — 2, Цна — 1, Клязьма — 2, Сура — 2; Кама — 13, Колва — 1, Чусовая — 8, Белая — 3, Вятка — 4, Самара — 2, Сакмара — 1, Кура — 4. Внутренние водные пути бассейна Азовского моря имели в 1892 г. 25 постов, а именно реки: Дон — 21, Хопер — 1, Медведица — 1, Северный Донец — 2. Внутренние водные пути бассейна Черного моря в 1892 г. имели 54 поста, а именно реки: Днепр — 36, Припять — 5, Десна — 4, Самор (приток Днепра) — 1, Южный Буг — 1, Днестр — 7. Искусственные водные пути, принадлежащие к водораздельным системам, имели в 1892 г. 57 постов, а именно: Днепровско-Бугская система — 1, Висло-Неманский соединительный путь — 1, Огинская система — 8, Березинская система — 18, Вышневолоцкая система — 22, Тихвинская система — 1, Мариинская система — 6. Наконец, внутренние водные пути бассейна Ледовитого океана насчитывали в то же время только 10 постов, из коих 7 на Иртыше, 1 на Тоболе и 2 на Туре. Таким образом, общее число водомерных постов на внутренних водных путях России, находившихся в заведовании министерства путей сообщения и правильно организованных соответственно общей инструкции, было в 1892 г. 377. Водомерных станций действовало в России с 1876 г. до 1-го января 1891 г. в разное время 20, а именно: в бассейне Белого моря на Большой Северной Двине у устья р. Ваги, на Малой Северной Двине — у с. Есиповки. В бассейне Балтийского моря — на р. Западной Двине у г. Витебска и у г. Динабурга. В бассейне Черного моря: на р. Днепре у Орши, Екатеринослава и Херсона. В бассейне Каспийского моря: на р. Волге у Ярославля, Юрьевца-Поволжского, Нижних-Работков, Васильсурска, Самары, Тетюш, Екатериненштадта, Дубовки, Барановки; на р. Оке — у Болушево-Починок, Карповки; на р. Каме — у Перми и Чистополя. Ср. Богуславский, "Курс низшей геодезии" (СПб., 1891); Зброжек, "Курс внутренних водяных сообщений" (вып. 2-й, СПб., 1892); "Отчет о работах, произведенных Минист. путей сообщения на водяных путях в 1888-1890 гг." ("Журн. Мин. путей сообщения", 1891 г.).