Lưu vực sông chảy có tổng lượng nước mưa là 8.318 triệu m3/năm, là vùng có tài nguyên nước mưa khá lớn. Trong đó, dòng chính sông Chảy có tổng lượng nước mưa lớn nhất vùng dự án 3.343 triệu m3/năm. Khu vực nghiên cứu có lượng mưa biến đổi theo không gian mạnh mẽ do ảnh hưởng của địa hình. Lượng mưa năm biến đổi từ 1560 – 2895 mm. Khu vực có lượng mưa trung bình năm lớn nhất thuộc suối Nậm Dịch (do nằm gần phía tâm mưa Bắc Quang) X0 đạt 2895 mm/năm. Các khu vực suối Nậm Lăng, suối Hồ Thầu, suối Nậm Dần, suối Nậm Dịch, suối Tà Đản, suối Bản Qua, suối Ma Lu và suối Tà Lai do nằm gần tâm mưa Bắc Quang nên đều có lượng mưa năm lớn trên 2000 mm/năm. Khu có tổng lượng mưa năm thấp nhất trong dự án là Ngòi Cầu Mương với 18,3 triệu m3/năm chiếm 0.2% so với mưa năm của cả vùng.
Các kết quả đánh giá cho thấy sông Chảy trong khu vực nghiên cứu có lượng nước khá dồi dào với modun dòng chảy dao động từ 26,7 đến 53,7 l/s/km2. Lượng nước của sông Chảy tính đến điểm ra khỏi vùng nghiên cứu vào khoảng 3,12 tỷ m3. Mùa lũ trên lưu vực sông Chảy thường bắt đầu từ tháng VI, VII và kết thúc vào tháng IX hoặc X. Mùa lũ tuy chỉ tập trung khoảng từ 4 đến 5 tháng nhưng lại chiếm tỷ lệ lớn tổng dòng chảy trên một con sông, thông thường tỷ lệ này là từ 67% đến 73%. Mùa cạn thường chiếm từ 7 đến 8 tháng nhưng lượng dòng chảy lại chiếm phần nhỏ từ 26% đến 32%.
Chất lượng nước đánh giá theo chỉ số WQI: Nhìn chung, chất lượng nước trên dòng chính sông Chảy và các dòng nhánh, hồ chứa còn khá tốt, đa phần chất lượng nước sử dụng được cho sinh hoạt, hoặc cho sinh hoạt khi qua xử lý. Chỉ có 1 vị trí lấy mẫu trên sông Chảy có giá trị WQI ở mức ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý, do từng chỉ số thành phần thấp của các thông số: DO, TSS và NH4.
Chất lượng nước đánh giá theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT cho thấy dòng chính sông Chảy tuy không bị ô nhiễm các hàm lượng như PH, COD, BOD5, TSS song lại bị ô nhiễm kim loại Fe, Pb phía thượng nguồn đoạn chảy qua tỉnh Hà Giang và ô nhiễm hàm lượng nito đoạn thượng nguồn và trung lưu sông Chảy. Vì vậy, để khai thác và sử dụng nước trên dòng chính sông Chảy cần cân nhắc các công nghệ xử lý cho phù hợp với hiện trạng nguồn nước và yêu cầu sử dụng nước.
Chất lượng nước các dòng nhánh sông Chảy khi phân tích so với các ngưỡng giới hạn theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT cũng cho thấy một số sông suối đã có dấu hiệu ô nhiễm, đặc biệt là ô nhiễm kim loại tại các sông suối nhánh trên địa phận tỉnh Hà Giang như suối Nậm Dịch, suối Bản Qua. Một số suối nhánh đoạn trung lưu ô nhiễm hàm lượng NO2- như Nậm Dần, Nậm Phàng, suối Ngầm và một số suối nhánh đoạn thượng nguồn sông Chảy ô nhiễm hàm lượng NH4+ như suối Nậm Dịch, Bản Qua, suối Đỏ.
Chất lượng nước các hồ chứa của lưu vực sông Chảy khi phân tích so với các ngưỡng giới hạn theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT cho thấy chất lượng nước còn tương đối tốt, có thể sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp, duy chỉ có hàm lượng Hg tại hồ Thác Bà và hồ Làng Đáy vượt ngưỡng B1 (Dùng cho mục đích tưới tiêu, thủy lợi) và hàm lượng NO2- trên hồ Gò Cao và hồ Làng Đáy vượt ngưỡng B2.
Thêm nữa, lưu vực sông Chảy có chất lượng nguồn nước khó kiểm soát do ảnh hưởng nguồn thải từ các sông xuyên biên giới. Kết quả phân tích chất lượng nước suối Đỏ một số năm gần đây đã minh chứng cho điều này. Kết quả phân tích chất lượng nước suối Đỏ (là nhánh suối bắt nguồn từ Trung Quốc đổ vào sông Chảy tại khu vực giáp danh giữa huyện Hoàng Su Phì và huyện Xín Mần), cho thấy nước suối bị ô nhiễm nặng, trong 23 chỉ tiêu phân tích thì thường xuyên có 13-15 chỉ tiêu vượt tiêu chuẩn cho phép đặc biệt là có một số kim loại nặng (Chì cao gấp 3,6 lần – năm 2007, Asen cao gấp 2,8 lần- năm 2006, Thuỷ ngân cao gấp 30 lần – năm 2005) và chất độc hại (Xianua cao gấp 20 lần – năm 2005). Nguyên nhân là do các hoạt động khai thác, chế biến khoáng sản từ phía Trung Quốc.
Theo kết quả tính toán, khu vực đánh giá không phải là khu vực có mức độ căng thẳng về nguồn nước nếu xét theo tiêu chí lượng nước khai thác, sử dụng so với lượng dòng chảy trên sông. Các nguồn nước mặt đều có khả năng cấp thêm một lượng nước khá lớn so với yêu cầu khai thác nước hiện trạng.
Theo kết quả điều tra trên lưu vực sông Chảy đã xác định được 53 điểm sạt lở đất dọc sông Chảy và các suối nhánh như Suối Cốc Láng, Suối Đỏ, Ngòi Thậu, Ngòi Lu, Ngòi Phượng, sông Chạp, suối Nậm Chi, ngòi Vông, Ngòi Khang. Các đoạn sông có hiện tượng bị bồi lấp dòng chảy có quy mô kéo dài từ 100m đến đoạn sông bị bồi dài nhất là 500m trên sông Chảy. Các đoạn sạt lở dọc sông Chảy có quy mô chiều dài từ 12 m đến 500m. Sạt lở bờ sông ảnh hưởng đến các công trình đường giao thông dọc sông và diện tích cây trồng của người dân ven sông, diện tích trồng cây ảnh hưởng có nơi lên đến 5000 m2.
Theo kết quả điều tra trên lưu vực sông Chảy đã xác định được 97 điểm xảy ra lũ lụt dọc sông Chảy và các suối nhánh như Suối Ngòi Chí, suối Ngòi Khang, suối Ngòi Lu, suối Ngòi Nghĩa Đô, suối Ngòi Thâu, suối Cây Đa, suối Đại Cại và suối Nậm Lăng.
Theo kết quả điều tra trên lưu vực sông Chảy đã xác định được 11 điểm xảy ra cạn kiệt, mất dòng như Suối Bắc Hà, suối Nậm Phàng, suối Ngòi Thâu. Thời gian xảy ra kiệt nhất trong năm thường từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau và tháng kiệt nhất trong năm thường là tháng 4, với nguyên nhân chủ yếu do việc xây dựng đập thủy điện phía thượng nguồn và do hang Karst chảy ngầm.
