Os projetos de drenagem urbana implicam necessariamente em estudos hidrológicos, tanto para as caracterizações das condições em que ocorre o escoamento superficial, como também, e principalmente, para a estimativa das descargas de pico.

A impermeabilização das superfícies reduz as taxas de infiltração; as superfícies mais regulares e as próprias obras de drenagem facilitam o escoamento. As principais consequências são o aumento dos tempos de concentração, a elevação dos picos de descarga e dos volumes de escoamento superficial.

O método Racional, desenvolvido em 1889, oferece estimativas satisfatórias de descargas de pico em bacias urbanas com áreas próximas de 10 km2, não se mostrando adequado a bacias rurais ou naturais.

O tempo de concentração (tc) é o tempo em minutos que leva uma gota de água teórica para ir de um ponto menos afastado da bacia até o ponto de concentração ou seção de controle.

O período de retorno, definido como o tempo médio em anos que um evento pode ser igualado ou superado pelo menos duas vezes, é importante porque envolve o risco de falha da estrutura hidráulica.