嫩江多年平均流量823.4立方米/秒。最大径流量506亿立方米（1960年)。最小径流量89.3亿立方米（1974年)。年均径流量200亿立方米。自然落差442米。流域地势，东北部高、西南部低，海拔高程136～1060米。洪水期，水面宽11000米，水深13米，流速2.5米/秒。平水期，水面宽200～500米，水深4～9米，流速0.1～0.4米/秒。水质清澈，最大含沙量659克/立方米。
大赉水文站测定：年平均流量685秒立方米，年迳流总量为216.12立方米，年迳流深度为97.4毫米，年迳流模数为3.09秒升/平方公里。历史最高洪水为1969年9月12日，洪峰流量为8810立方米秒，水位为133.31米，同年1月5日枯水流量为2.85立方米/秒，1955年江桥段年平均输沙率为0.0213公吨/秒，含沙量为0.151公斤立方米。
嫩江水系以雨水补给为主，以地下水和春初积雪融水补给为辅，属于雨水、地下水、融水补给类型，年内径流变化曲线呈双峰型。嫩江水量变化有几个显著特点：径流的年内分配主要取决于降水的年内分配。全年降水主要集中在夏秋季，冬季降水量少。因此冬季径流量少，约占全年径流的5%。春季径流略有增加，约占年径流的20%。夏季径流最丰，约占全年径流量65%。秋季径流普遍减少，约占10%左右。径流的年际变化较大，从嫩江齐齐哈尔水位站水位变化幅度看，年最高水位的年际变化较大，年最低水位的年际变化较小。年最高水位的最高值为1969年148.61米，最低值为1974年143.93米，相差4.68米；年最低水位的最高值为1971年的143.62米，最低值为1971年的142.77米，相差仅0.85米。嫩江富拉尔基站1969年最人流量为10000立方米/秒，而1974年最大流量为471立方米/秒，最大值是最小值的21.9倍。多年径流变化存在明显的周期性。从富拉尔基站1905～1985年81年最大流量资料分析，50年代为丰水期，60年代为平水期，70年代为枯水期，80年代又开始为丰水期。市区超过警戒水位147米的人洪水年份比重较大，34年中有12年，占实测总年数的35%。新中国成立发生全流域性的大洪水有1953、1955、1956、1969年。
据富拉尔基水文站1971～1985年15年观测记录表明，嫩江水流温度6、7、8月份，尤其是7月份为一年中水温最高时期，温度在24.6～28.4℃之间；11～3月份水温最低，在0℃～0.2℃之间，从未出现过零下温度，这是严冬季节，嫩江水面以下仍有水流的温度保证。
嫩江封冻一般为11月10～15日，解冻为4月10～15口，冰期长达5个月，冰层厚度1～1.2米。冻结期间，水中含氧量减少，水温偏低，给鱼类越冬带来困难。但夏季（6、7、8月)和春末秋初，日照时间长，水温较高，适合鱼类生长繁殖时期仍有5个月。江面封冻期间，航运停止，冰而结实，可通行车辆。
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