Der Fachbereich der Hydrologie befasst sich mit den Prozessen des Wasserkreislaufs und bildet die maßgebende Grundlage wasserwirtschaftlicher Betrachtungen. Der Aufgabenbereich reicht von der Erfassung und statistischen Auswertung hydrologischer Variablen (z. B. Niederschlag, Verdunstung oder Abfluss) bis zur numerischen Abbildung hydrologischer Prozesse.

Zahlreiche wasserwirtschaftliche Aufgaben (z. B. Wasserversorgung, Ent- bzw. Bewässerung, Hochwasserschutz) basieren auf hydrologischen Messdaten bei deren Erhebung vor allem auf die ausreichende Datenqualität geachtet werden muss. Neben der Entwicklung neuer Messgeräten- und methoden ist daher vor allem die Datenvalidierung ein grundlegendes und aktuelles Forschungsthema.

Durch die hydrologische Modellierung kann die Reaktion eines Einzugsgebietes, unter Einbeziehung von Randbedingungen, auf hydrologische Gegebenheiten (z. B. Niederschlag) ermittelt werden. Damit kann der Einfluss baulicher Maßnahmen auf das Abflussgeschehen evaliuiert oder das Auftreten von Hochwasserwellen abgeschätzt werden. Neben dem klassischen flluvialen Hochwasserereignis ist hier zunehmend die Modellierung lokaler Hochwasserereignisse durch Starkniederschläge (pluviale Überflutung) sowohl im urbanen als auch im ländlichen Raum von Beteutung. Neben der Bemessung wasserwirtschaftlicher Maßnahmen spielt auch der Einfluss klimatischer Veränderung auf den Wasserhaushalt eine zunehmend wichtige Rolle.

Hochwasserkatastrophen betreffen jedes Jahr eine große Anzahl von Menschen auf der ganzen Welt und bringen schwere soziale und wirtschaftliche Auswirkungen sowie Konsequenzen für die Ökologie mit sich. Großflächige, aber auch lokal begrenzte Überschwemmungen treten wiederholt auch im europäischen und alpinen Raum auf, wobei teils erhebliche Schäden verursacht werden.

Hochwässer sind prinzipiell natürliche Phänomene, die mehr oder weniger regelmäßig alle Flusseinzugsgebiete der Welt betreffen können und damit auch wesentliche Funktionen des natürlichen Ökosystems erfüllen. Aufgrund der vermehrten Ausdehnung des menschlichen Siedlungsraums und dem damit verbundenen Flächenbedarf wird den Flüssen unter Hochwasserbedingungen zunehmend geringerer Raum zur Verfügung gestellt. Retentionsflächen fehlen und Überschwemmungen werden damit heutzutage hauptsächlich aufgrund ihrer negativen und nicht aufgrund ihrer positiven Auswirkungen wahrgenommen. Durch aktiven Hochwasserschutz, wie zum Beispiel umfangreiche Regulierungsmaßnahmen, können zwar bestimmte Flussabschnitte vor Überschwemmungen geschützt werden, dies bedeutet jedoch in den meisten Fällen nur eine Verlagerung des Phänomens auf Kosten weiter flussabwärts gelegener Gebiete.

Die Kenntnis des Hochwasserrisikos ist eine multidisziplinäre Aufgabe, die ein Verständnis der Prozesse und Mechanismen, der räumlichen und zeitlichen Vorhersage, der Bewertung der Anfälligkeit und der Überwachung und Modellierung der Auswirkungen, auch hinsichtlich des Umwelt- und Klimawandels, erfordert.