观测范围与水流平面形态观测相同。水面线观测的目的是及时分析研究建筑物上、下游边墙的高度是否恰当，水面波动的大小是否影响发电或通航等。观测的方法有水尺法、活动测锤法及波高仪电测法。
①水尺法是在观测范围内，沿水流方向设一系列水尺，经观测绘制成完整的水面线。
②活动测锤法用于水面较宽或侧墙上无法绘制水尺的建筑物。在要测取的水面线范围内设置横跨水面的钢梁或绳索，使用测锤进行观测。
③波高仪（又称液面仪）电测法是在要观测的水面处设立金属杆，在杆上固定电容式或电阻式感应器，用仪器自动记录水面变化，这种方法最为准确。
