对水位、水流速度、水压强度以及水流流量等要素的量测和记录。了解水流运动状况，量测各运动要素的数值大小，是定量地总结水流运动的规律、发展水力学这门科学的基础。适时而准确地测记江河水位和流量可为防洪和航运提供重要情报。水库与渠道的水力要素数据则是水力发电与农田排灌系统合理运用的依据。

水位的量测 在于确定水面的海拔高程或相对高度。河流、湖泊、水库及海洋水面高程主要用水尺量测。水尺可为固定于岸边的木尺和金属尺，也可为刻划有明显尺寸标志的岩石岸壁和混凝土坝面。水尺高程基准皆应由国家水准网传递校测。实验室中明槽水面或测压管水面的相对高度可用测针或超声水位计进行量测。当进行瞬变水力现象的实验研究时，为测得水位变化过程线则可用电阻式水位计或电容式水位计。因水的电导系数和解电系数都比空气大很多倍，故空气和水界面的升降将会改变部分地浸于水中的探测器的电阻和电容值。这些将感受到的非电量的变化（如水位的变化）转换成电量的变化（如电阻值的变化）的探测器称为传感器；传感器转换输出的电量（电流或电压）可借助电工技术与电子技术加以计测和记录并经数据处理获得水位涨落过程线。

流速的量测 在于确定水质点的运动速度的数值大小与其方向。

示踪测速方法。具体测法如下：①在河流水面上放置浮标随水漂流，测定该浮标依次流过距离已知的二测流断面的时间，可计算出该河段的平均流速。②在试验水槽或水池的水面上放置纸花或蜡烛顺水漂流，或在水槽流动水中滴注比重接近于水的四氯化碳或施放塑料球随水流前进，用断续摄影法配合水槽处安放的网格坐标计算流速。这种测速法称为浮标法或浮子法。③在水流一个断面上安设金属细丝，将脉冲电流发生器的阴极接通细丝，而将其阳极接通置于水中的铜板上。通电后电解生成的氢气聚集于丝上形成直径与丝径接近的氢气泡，此气泡被水挟运的轨迹被摄影记录即可提供流速信息。这种测速技术称为氢泡流场显示技术，由克拉特（D.W.Clutter）、施劳布（F.A.Schraub）与克兰（S.J.Kline）等人于1961年到1965年先后提出氢泡测速法并加以发展应用。④将一个激光器发射的激光束分成两束再会聚到水流中一个施测点形成干涉条纹区，当水流中挟带的微小颗粒通过干涉条纹区时，用光学——电子学综合技术计测微粒穿越二相邻条纹的时间间隔，即可经数据处理给出测点流速。这种测速法称为激光测速技术，于1964年由美国科学家叶（Y.Yeh）和库明（H.Z.Cumins）首先提出。该测速法量测范围广（最小可测0.1毫米/秒的流速，最大可测1000米/秒），空间分辨能力强（测点间距离0.1毫米），因其属于绝对测量法，故所提供测值不需用别的标准校正。

探头测速法。其具体测法如下：①根据能量守恒原理将单位体积的水所具有的动能转换为压能（滞点压强），然后根据探头测出的滞点压强换算得流速。这种探头即称毕托管，是法国科学家毕托（H.Pitot）于1730年创议的。德国人普朗特（L.Prandtl）将对测点静压的测量与对水流在该点所具滞点压强的测量结合为一，设计成理想流线形的探头，被称为普朗特——毕托管（见图1）。毕托管在明流中的测速范围为0.15～2.0米/秒。②根据动量守恒原理将水流动量转换成对旋浆或旋杯的冲量。计测浆或杯的旋转速度即可换算出流速。旋杯流速仪多用于河流流速测量，旋浆式流速仪可因浆叶尺寸与材料的不同而分别适用于河流和实验室测速。③根据传热原理，热流与邻近流体间的热交换与流体相对于热源的流动速度有关。故可借测定探头上金属膜散热率来估算流经探头的流速。这种测速探头叫热膜流速计。所有上述三种探头测速法因分别借助于能量转换、动量转换与热交换原理来间接地反映流速的影响，故其示值与实际水流速度的相关关系皆需经实验确定。

图1 普朗特——毕托管

图2 测压管

压强的量测 可借直接安装于水流流道壁上的测压计敏感元件进行测定，也可在流道壁上钻孔用连通管引出进行测定。方法有：①水力测压法：利用连通器原理和液柱高度反映压强的特性，用测压管测压强（见图2）或用比压计测两点的压强差（见图3）。②机械测压法：利用弹性敏感元件在压力作用下发生变形的特性，用杠杆或齿轮将变形放大转换为指针的偏转，以便由偏转角度计量压强（见图4）。③电学测压法：利用传感器将压强变化转换成电学量的变化，然后应用电子仪器加以测定，再根据实验确定的校正系数折算出压强变化。

流量的量测 在于测定单位时间内流过某一过水断面的水的体积或重量。方法有：直接法。即用标准容器或衡器直接测量固定时段内流入容器的水体积或水重量，间接法。根据水力学理论，流量是所讨论断面上下游测管水头差的函数，故可通过所讨论断面上下游水头差的量测，间接地测得流量值。具体测法如下。①利用量水堰测流量。根据水力学公式和实验确定的流量系数，由所测堰上的水头，计算流量。②利用水槽收缩断面的水深与过流量的固定关系，通过测定收缩段控制断面处的水深来算出流量。③利用文透里管、孔板与管咀，根据连续原理与能量守恒原理，通过测定所用控流设施上下游压强差，计算管道中的流量。④如浮子流量计是利用雷诺数在一定范围内与绕流流速保持固定关系这一特性，借测定锥形变截面竖筒中浮子的高度来估算流量。⑤根据法拉第电磁感应原理，通过测定作为导体的水流切割磁力线所感生的电动势，计算流量。

图3 比压计

图4 机械测压计