Dòng chảy lũ sinh ra do các trận mưa rào hay các trận mưa dài ngày gây nên. Dòng chảy lũ quyết định những nét tổng quan về chế độ dòng chảy của một con sông hay một vùng thủy văn nào đó. Lưu lượng lớn nhất của sông suối trong năm là giá trị lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất tức thời gian quan trắc trong thời kỳ lũ.
Dòng chảy lớn nhất là một đặc trưng quan trọng của dòng chảy sông ngòi, rất cần thiết trong việc thiết kế các công trình trên sông phục vụ cho thủy lợi, giao thông vận tải và các ngành kinh tế khác.
Dòng chảy lũ là kết quả tác động của nhiều nhân tố, những nhân tố này rất đa dạng và có mức độ ảnh hưởng khác nhau vì vậy việc nghiên cứu tính toán dòng chảy lũ rất phức tạp.
Lưu vực hồ chứa thuộc vùng mưa lớn của khu vực duyên hải miền Trung, lượng mưa ngày lớn nhất đã xảy ra trên 700mm/ngày. Do đó dòng chảy lũ trong vùng này khá lớn.
Trận mưa lũ lịch sử trên sông Trà Khúc xảy ra tháng XI- 1964 do ba cơn bão đổ bộ liên tiếp vào tỉnh Quảng Ngãi và các tỉnh lân cận: cơn bão số 4 –XI đổ bộ vào Quảng Ngãi, cơn bão số 8- XI đổ bộ vào Trung Hà, cơn bão số 16-XI đổ bộ vào Phan Rang. Đặc biệt từ giữa tháng XI đến giữa XII năm 1998 đã có 5 cơn bão và áp thấp nhiệt đới, kết hợp với không khí lạnh đổ bộ vào các tỉnh ven biển miền Trung và Nam Bộ gây lũ trên mức báo động 3, mực nước đạt tới 2,02 m tại Trà Khúc. Trận mưa rất lớn xảy ra vào đầu tháng XI năm 199 đã gây ra trận lũ lịch sử ở miền Trung, gây lũ trên diện rộng của tỉnh Quảng Ngãi.
Nói chung những đợt mưa kéo dài nhiều ngày trên diện rộng thường gây lũ lụt, ngập úng. Vì vậy chúng ta phải nghiên cứu sự hình thành và quy luật vận động của dòng chảy lũ trên lưu vực và trong lòng sông, để từ đó đánh giá được chế độ dòng chảy của một của một con sông, tạo cơ sở khoa học cho việc hoạch định chính sách phòng chống lũ hiệu quả, khai thác hợp lý nguồn nước.
Năm 1987, 1999 là những năm lũ lớn xảy ra trên các lưu vực sông này. Trận lũ tháng 11/1987 là trận lũ lớn nhất trong vòng 25 năm trở lại đây, đỉnh lũ đã quan trắc được vào ngày 19/11/1987 là Qmax= 4290m3/s và Qmax=5880 m3/s.Lũ lớn nhất xảy ra trong năm tập trung tháng XI hoặc tháng X. Đỉnh lũ xuất hiện chủ yếu vào tháng X, trên 50%.
Bảng 2.9. Thống kê đỉnh lũ lớn xuất hiện trong năm.
ST T Trạm Số năm quan trắc Tháng Ghi chú IX X XI XII I
1 An Hòa 25 0 9/36 14/56 2/8 0 Tử số: số lần xuất hiện Mẫu số: số %
Từ những đặc trưng của dòng chảy lũ tính toán sẽ giúp ta xác định được những tiêu chí cần thiết khi xây dựng các công trình thủy lợi như kho nước lợi dụng tổng hợp.