当流域上发生暴雨或大量融雪后，河槽中流量急剧增加，水位也相应上涨。洪峰过后，流量逐渐减小，水位相应降低，这时在河槽剖面上形成的波，即为洪水波，它向下游传播。

洪水波，在天然河道的纵断面上，同一时刻洪水的水位线所呈现出的波浪形状，洪水波在河槽中的传播因河槽断面特性的变化及沿途水文情势的变化会产生一定程度变形，与其它波浪不同，洪水波的水质点是向前运动的。

假设河段为宽浅矩形河段，区间无水量加入，则洪水波在向下游运动过程中将发生坦化变形和扭曲变形。

洪水波的坦化也称为展开变形。根据谢才公式可知，洪水波在运动过程中，由于附加比降的存在，波前比降大于波后比降，因而波前运动速度大于波后，所以波长不断增加，即A2C2〉A1C1，波高不断降低，即h1〈h2，这一现象称作洪水波的坦化(展开)变形。洪水波的坦化表现在同一次洪水上、下游断面洪水过程线的差别上，就是下断面的洪峰低于上断面，而洪水历时却大于上断面，即洪水过程线变得平缓。

对于宽浅矩形河道，水力半径可近似用水深代替。根据谢才公式，由于洪水波各位相的水深不同，波峰处最深，运动速度也最快，因此波峰位置不断前移，波前逐渐变短而比降变陡，即S2C2〈S1C1，波后逐渐拉长而比降变缓，这一现象称作洪水波的扭曲变形。洪水波的扭曲表现在上、下游断面的洪水过程线上，就是下游断面的涨洪历时小于上游断面，而退水历时却大于上游断面，涨水段变得更加陡峻。扭曲变形的最终结果是波峰破碎，最终导致洪水波的消失。

根据圣维南动力方程中各项的对比关系和数量级的大小，如果忽略某些次要项，可以将洪水波分为5类：

一、如果忽略惯性项和附加比降项称为运动波；二、如果忽略惯性项称为扩散波；三、如果忽略摩阻项和河底比降(重力)项称为惯性波；四、如果忽略局地惯性项，称为对流运动波；五、如果任何一项都不可忽略称为动力波。