В основе этого метода положен учет закономерностей движения паводочной волны в русле реки. Известно, что расход воды из верхнего створа участка переместитсявнижний створ черезопределенный промежуток времени. Величина этогопромежутка зависит от расстояния между створами участка и от гидравлических условий движения паводка, которые меняются в зависимостиот его высоты.
Рассматриваясовмещенный график колебания уровней (расходов) воды верхнего и нижнего створа можно легко установить,что ход уровней(расходов)в нижнем створе повторяет колебания стока в верхнем створе. Естественно, что уровни воды однородные по — фазе максимумы, минимумы, в нижнем створе наблюдаютсяпозднеечемв верхнемствореза счет добегания воды между створами. Эти уровни были названы соответственными, отчего и произошло название метода.
Величины расходов в нижнем створе (QH), как правило, отличаются от расходов в верхнем створе (QB) по двух причинам. Перваяпричина — этоналичиенаучастке между двумястворамибоковой(промежуточной)приточности;вторая причинасвязанас распластыванием, или трансформацией паводочной волны.
Напервом этапе рассмотрим теоретическое обоснование метода соответственных уровней для сравнительно коротких участков рек, при допущении однозначности кривых расходов воды.
Прогноз расходов в нижнем створе участка реки сводится к решению уравнения соответственных расходов воды вида
где QHt—расход воды в нижнем створе в момент времени t; QВt-τ —расход воды в верхнем створе в момент времени t— т;τ — время добегания воды от верхнего до нижнего створа; q —
боковой (промежуточный) приток воды на участке; l — длина участка.
Основными уравнениями, характеризующими неустановившееся движение потока, являются дифференциальное уравнение неразрывности потока (баланса расхода) и уравнение динамического равновесия.
Составим уравнение баланса для участка реки, имеющегодлину dl. Изменение элементарного объема воды за время dt на участке в период паводка, половодья равно
где Qdt – расход в верхнем створе участка; - расход в нижнем створе участка.
При наличии бокового притока, равного qdldt, изменение объема воды на участке будет равно
В итоге прихода-расхода площадь живого сечения потока изменится на величину ,что на длине dl составит объем воды
Приравнивая (3.3) и (3.4) и сокращая на dldt, получим для участка с наличием бокового притока дифференциальное уравнение неразрывности
Дифференциальное уравнение динамического равновесия получено при учете всех сил, действующих на единицу массы жидкости. Это уравнение имеет вид
где J — уклон водной поверхности потока, обычно выражен в виде разности между уклоном при установившемся режиме (t) и добавочным уклоном, возникающим при движении паводочнойволны .Уклон воднойповерхности потока формируется под действием следующих сил:
· силы сопротивления 
, где v –средняя скорость потока, С — коэффициент Шези, R — гидравлический радиус;
· силы инерции, затрачиваемой на преодоление сопротивленияизменению скорости в данном сечении 
, где q –ускорение свободного падения;
· силы инерции, возникающей за счет изменения скорости по длине потока .
Инерционные члены уравнения малы, в сумме составляя неболее одного процента от уклона водной поверхности потока, и ими обычно пренебрегают. Как уже отмечалось, невелико и влияние добавочного уклона 
.В этих условиях дифференциальное уравнение динамического равновесия становитсятождественным формуле Шези, т. е.
Учитывая, что 
,динамическое уравнение равновесия заменяют приближенной зависимостью
и подставляя в уравнение неразрывности, получим
Решение этого уравнения приводит к зависимости
аналогичной (3.1).
Рассмотрим соотношение между скоростью движения паводка (скоростью добегания) и скоростью течения воды. Известно, что для любого сечения
где Q — расход воды; v — средняя скорость течения; со — площадь сечения.
Дифференцирование уравнения (3.12) и деление на dω приводит к выражению
где 
– скорость движения паводка (vn); v — средняя скорость течения.
Принимая, что движение паводка медленно изменяющееся неустановившееся, используем формулу Шези-Маннинга для выражения средней скорости
При этом в выражении (3.14) гидравлический радиус длярусла большой ширины заменен через среднюю глубину потока. Дифференцируя (3.14), получим
Если связь между шириной и глубиной описывается параболойm-ной степени,то 
, а
и 
Подставляя (3.15), (3.16) и (3.17) в (3.13), найдем окончательно
Из уравнения (3.18) следует, что при любой форме русла скорость движения паводка больше скорости течения. Однако в естественных условиях коэффициент шероховатости и уклон при колебаниях расходов не остаются неизменными. Кроме того, при выходе воды на пойму скорость добегания становится меньше скорости течения. Фактические данные свидетельствуют о том,что соотношение между 
колеблется от 0,4 до 2,2, а если исключить крайние случаи, то диапазон колебания изменится до 0,5 - 1,4. В среднем это отношение равно единице, что и позволяет принимать для участков реки скорость движения паводка равной средней скорости течения.
Прогнозы по методу соответственных уровней выпускают для бесприточных, приточных участков и речной системы.