石門水庫上游集水區範圍廣大，總計763.4平方公里，涵蓋行政區包含桃園市復興、大溪及龍潭，新竹縣關西、尖石及五峰，宜蘭縣大同等鄉鎮區。因地域寬廣、地形陡峻，多年來為了水庫運轉及防洪防災之需求，經常辦理上游水位流量站之河川含砂量、水位及流量等監測及量測作業，同時亦有定期回傳之水位及雨量站資訊，藉此提供石門水庫放水操作人員推估水庫入流量，獲得最佳防洪與水資源利用效益。
石門水庫上游集水區之水文觀測，目前皆已建置完成自動化觀測設備之更新，雨量觀測站包含石門、霞雲、高義、巴陵、池端、西丘斯山、嘎拉賀、玉峰、鎮西堡、白石等10站，其中有部分站別如西丘斯山、鎮西堡等站處偏遠，時有聯絡道中斷之情況，因此多年來前往水文站進行設備維修、保養時，除交通時長較長外，常需克服聯絡道路偶有中斷之困難。
水位及流量站則包含霞雲、稜角、高義、玉峰及秀巒站等五站，除高義站因現場作業條件不佳目前暫停流量量測之作業外，其餘四站仍持續進行逐月之平時流量量測。這五站水位及流量站除地處野外多有毒蛇、毒蜂侵擾外，流量量測時多需涉水作業，人員皆全副武裝以克服水位較高或流速過快等問題。
在水文資料收錄及流量量測完成後，透過數據演算及分析分別繪製出「水位-流量」及「流量-輸砂量」率定曲線，以完整輸出各年度之水文年報及數據，提供管理單位做為後續操作評估之數據參考。水文觀測資訊為國家水資源規劃及水利建設之最基本依據，加上近年極端氣候情況嚴重，颱洪、暴雨等關鍵時刻更需仰賴水文站之回傳資料，並由專業人員進行審慎判讀、計算，以做出合適之放水操作，保障下游民眾之生命財產安全。