嘹亮的山谷風聲，濃密的雲影下，藏匿著一座座屬於水庫集水區的重要設備 – 雨量站。雨量站顧名思義是用來觀測並記錄降雨量的工具，透過設置在牡丹水庫集水區中的雨量站記錄降雨量，就能推估在降雨後大約有多少水量會進到牡丹水庫中，所以雨量站對於牡丹水庫是非常重要的工具之一。
一般來說，使用多處雨量站資料計算降雨量會比單一雨量站降雨量來得準確，目前牡丹水庫共使用5個集水區雨量站資料(有2站資料為氣象局提供)進行降雨量觀測，透過各雨量站記錄的資料並利用不同權重計算後可得到集水區加權雨量。
為提升牡丹水庫降雨量觀測準確度，理論上在集水區面積內雨量站越平均分布降雨量就會越準確，但因牡丹水庫集水區範圍中大多數為山區，在設置雨量站時須考慮設置地點、通訊強度、人員可否到達及設備用地取得等因素，在設置上有一定的困難度。
在考慮前述種種因素後，目前已在帽子山上設立簡易雨量站，作為設置正式雨量站的前期評估作業，並持續進行資料傳輸測試及納入加權雨量資料分析中，期待能進一步提升牡丹水庫集水區整體加權雨量資料的準確度，更能準確掌握降雨後能為水庫帶來多少水量。