农田水利措施主要包括灌溉、排水措施、山区梯田谷坊措施、平原圩区的控制措施等，其水文效应则各异。

农田灌溉主要通过修建蓄水塘坝或提水工程、输配水系统等措施，以满足田间灌溉的需水要求。这些蓄、提、引、输水措施一旦实施运转，就会改变天然河道的流量过程及水量的空间分布。一方面引取河水减少了上游河水来量；另一方面，引取的水通过输水干、支、斗、农、毛渠及田间渗漏补给地下水，抬高了地下水位，最终再回归下游河道。由于大规模灌溉，不仅抬高潜水位，而且增大了土壤含水量，这就使潜水和土壤的蒸发量增加，因而使得灌区上空往往温度低，湿度增加，为降水创造了有利条件。据美国伊利诺斯州水利勘测设计院资料，灌溉能使夏季雨量明显增加。

地表或地下排水的效应，主要是加速地下水消退，降低地下水位，减少潜水蒸发，从而加大地下水对河流的补给量，使水流量增加。同时，排水能减少地面积水和蒸发，改善汇流条件，加速水流的汇集，从而增加河川径流量。排水区在流域中所处位置不同，对洪峰流量的影响也不同，排水工程在流域上游，则加速洪水的汇集，加大洪峰流量。使洪水过程线趋于尖瘦；处在流域下游将可能降低洪峰，拉平洪水过程。排水措施的影响程度主要取决于排水河系的密度和深度。

山区修筑水平梯田、谷坊、鱼鳞坑等，主要是改变坡面和河流的坡降及糙率，拦蓄和延缓了地表径流，增加地表水的下渗，变地表水为潜流，因而延缓洪水过程，同时也起着防止水土流失的作用。

三角洲平原感潮河网区地势低平，为了防洪挡潮及降低地下水，通常修筑圩堤并建立以骨干河道和水闸泵站为主的联圩分片治理的大控制体系。这样大面积圩区被圩堤水闸所包围，内外河关系受人工控制，虽然改善了圩区农业生产条件，但大控制缩小了河网的调蓄容积，增大了外河洪潮威胁，而且内河被控制，水流不畅，往往使内河遭受污染，并日趋严重。