Vùng ngập lụt hạ lưu sông Cái Nha Trang bao gồm hầu hết vùng đồng bằng của huyện Diên Khánh và ngoại thành Nha Trang. Ngoài ra nhánh sông Chò còn gây ngập lụt lớn tại thôn Khánh Xuân xã Diên Lâm. Vùng nội thành Nha Trang hầu như không bị ảnh hưởng ngập lụt của lũ sông Cái mà chỉ ảnh hưởng ngập úng do mưa lớn gây ra. Vùng ngập sâu nhất là xã Diên Thạnh, Diên Toàn và Diên Lạc của huyện Diên Khánh. Diện ngập và độ sâu thay đổi theo các kịch bản, các hình dưới đây thể hiện độ ngập sâu lớn nhất ứng với các tần suất lũ thiết kế.
Hình 23. Mức độ ngập lớn nhất ứng với tần suất 1%
Các công trình nâng cao độ nền ở các khu đô thị mới chủ yếu ảnh hưởng đến độ sâu ngập lụt cục bộở các khu này. Các công trình này đã giảm độ sâu ngập lụt ở khu đô thị Nam Sông Cái, Vĩnh Điềm Trung, Mỹ Gia và Phước Long. Ngoài ra các khu đô thị Nam Sông Cái và Mỹ Gia còn ảnh hưởng đến tốc độ, lượng nước tràn lũ sang các khu vực lân cận. Các công trình xây dựng khu đô thị này không ảnh hưởng đến diễn biến ngập lụt một cách hệ thống như các công trình thủy lợi.
Hình 24. Mức độ ngập lớn nhất ứng với tần suất 3%
Hình 25. Mức độ ngập lớn nhất ứng với tần suất 5%
Công trình kè sông Cái ở thị trấn Diên Khánh làm đoạn sông thẳng hơn và hệ số nhám nhỏ hơn nên đã tăng khả năng thoát lũở thượng lưu công trình do đó làm giảm mức độ ngập ở thượng lưu nhưng tăng mức độ ngập ở hạ lưu. Tuy nhiên tác dụng của công trình nhỏ, chủ yếu làm giảm diện ngập ở xã Diên Lạc. Tác động của
kè sông Cái đoạn từ cầu Hà Ra đến cầu Trần Phú đã làm tăng khả năng thoát lũ, đặc biệt là các trận lũ lớn. Độ sâu và diện ngập lụt ở các khu vực gần đường sắt giảm đáng kể. Tuy nhiên với các trận lũ nhỏ thì tác động của công trình này không nhiều. Ngoài ra sự giảm mức độ ngập ở các khu vực này còn chịu sự tác động của công trình chỉnh trị sông Quán Trường. Công trình này đã làm giảm mức độ ngập ở phía tây thành phố Nha Trang đáng kể. Thể hiện rõ nhất là phía dưới đường Phong Châu. Ngoài ra công trình chỉnh trị sông Quán Trường tăng khả năng thoát lũ qua cửa Bình Tân, nên một lượng nước đáng kể chảy tràn và nhập vào sông Tháo chảy sang sông Quán Trường, làm giảm mức độ ngập ở khu vực gần cầu đường sắt.
Hình 26. Mức độ ngập lớn nhất ứng với tần suất 10%
Dưới tác động của các công trình, đặc biệt là công trình chỉnh trị sông Quán Trường đã làm giảm đáng kể mức độ ngập lụt vùng cửa biển ở hạ lưu sông Cái Nha Trang. Công trình này kết hợp với công trình kè bờ từ cầu Hà Ra đến cầu Trần Phú làm tăng lượng dòng chảy trong sông và giảm mức độ ngập lụt. Tuy nhiên công trình sau khi xây dựng sẽ làm tăng tốc độ dòng chảy do đó sẽ gây tác động lớn đến các công trình ven sông, trên sông.
Lũ lịch sử trên sông Cái Nha Trang mới đạt tần suất 10%, các tần suất 1%, 3% và 5% chưa từng xảy ra. Với tần suất ngập 10%, ở hạ lưu sông Cái Nha Trang
có diện ngập và độ sâu lớn. Các tuyến đường giao thông hầu hết đều bị ngập, chỉ trừ có đường Quốc lộ 1, đường sắt Bắc Nam và đường Cầu Lùng - Khánh Lê, đây là các tuyến đường cao hơn cao độ nền xung quanh từ 1,5 - 3 m. Do ảnh hưởng của công trình giao, mặt nước lũ phía trên và dưới Quốc lộ 1, đường sắt chênh lệch từ 0,5 đến 1,0m, hai bên đường 23/10 và Cầu Lùng - Khánh Lê chênh lệch từ 0,2 đến 0,5m. Đối với mức lũ cao hơn tần suất 10% thì hầu hết tuyến đường 23/10 bị ngập, chỉ cho đầu đường và cuối đường trong khoảng 2 km và các đoạn có cống chảy qua, cao trình mặt đường cao là không bị ngập.