灌江舊稱觀水、灌水。是湘江一級支流，為縣內主要河流，亦為縣內最大的河流。源出境內洞井瑤族鄉大竹園村的犁子坪，其海拔高度為1600米，西南向流經田莊坪，後轉東向至下小盤洞，間有小盤江注入，後進入觀音閣鄉石家寨村兩江口，與發源於洞井豬婆嶺的魚條江匯合。 歷史上把兩江口以下稱灌江，以上稱大河江。大河江全長29.53公里，總落差為1198米， 集雨面積67.94平方公里。過兩江口後，西有牛江河、東有小河江注入，並向東流至文明村附近，先西納陰江，後載盤江之水；東北向流入黃關鎮境內，東迎正江、陡水，西納牛灣河水；至新街鄉東匯馬山江、安樂源江，西納柳林江、娘北江；至紅旗鄉仁江土橋頭，有溜江自東來相會，繞縣城後折向西北至三里橋西接杉羅源江之水，至官塘龍頭石，納大源江水，後折向東直入峽里；至水車境內東納秀江、泡江之水；後曲折流經文市，在會湘下馬頭屯流出縣境進入全州縣，於全州水南村匯入湘江。灌江在境內流經洞井、觀音閣、黃關、新街、紅旗、灌陽、水車、文市等8個鄉鎮。 灌江全長176.63公里， 其中縣內長144.23公里；全流域面積為2000.53平方公里，其中縣內流域面積為1839.74平方公里。 灌江源地高程為1600米， 至文市下馬頭，其高程180米。境內總落差為1420米。上游落差大， 水勢洶湧、紆曲層折，流經黃關後，水量增大，水流稍緩；流至縣城以北約3公里進入峽谷地帶，其兩岸群山陡峭，水流受水車水庫控制；出峽谷，水流緩慢。 灌江兩岸或為平疇沃土、或有高山深谷，其河道基本穩定，河道灘多，沙洲也多，回灣水游渦大。據統計，河道上有大小26個洲子，其中最大的是黃關呂家州和唐官所在的洲，大溪洲、甲洲、沙壁洲、江洲、下溪洲次之。昔日有名的險灘如大龍灘、三桂灘、大埠灘現已成為水車水庫庫區而湮滅。 灌江為沙卵石河床， 其平均寬約60～180米，一般上遊河床較窄，下游較寬，如觀音閣文明村段河寬108米左右、桃花村段64米、新街村104米、縣城段120米、水車村段為170多米、文市村段為160米。 河床時深時淺，一般在1.2～2米左右，有的地方成灘，枯水期可涉水而過。縣內段最深處為水車水庫峽谷庫區，河深25米左右。解放前，從全州到灌陽黃關段可通小帆船。民國35年記載縣內有河道60.5公里可通小帆船，時有運貨木帆船11隻。解放後，因在其上游攔河設壩加之上游水土流失嚴重而造成河床上升，在旱季只能通竹木排。水車水庫大壩建成後，水庫至官塘的庫區內水面寬闊平穩，可通機動船隻用於運輸和遊覽。 1959年在文市建立水文站，開始對灌江水文進行觀測，1960年又在新街建立水文站，後兩站均被撤消。1961年始建灌陽縣水文站，開始系統地對灌江水文進行觀測。至1988年已有28年的水文數據。灌江水文特徵如下： 徑流其空間分布特點是西南往東北遞減，山區多於低丘區。受流域降水影響大，降水量大徑流則大。其年內分配不均，最高月份為5月，占全年總量的19.1%，最低為1月，連續四個月最大徑流出現在4～7月份。年際變化較大，豐水年與枯水年懸殊。1968年達到最大值為17.6億立方米，1963年最小值為6.26億立方米。 洪水灌江洪水多發生在4～7月。據縣水文站1961年至1988年資料統計，最大洪水發生在5～6月的洪水各有9年， 各占洪水總次數的32.1%；發生在4月的有5年，占洪水總次數的17.9%； 發生在7月的有4年，占洪水總次數的14.3%；發生在8月的只有1988年1次，占3.6%。 其中流量在1000立方米/秒以上的洪水有9次，其洪峰相對水位在247.73～248.82米之間。灌江枯水季節(9月至次年2月) 也有洪水發生，28年中共發生中洪水位以上洪水4次，其流量在288～597立方米/秒間。境內洪水易發易退，洪水歷時在30～70小時間，以40～50小時居多， 其洪峰持續時間在12～120分種不等，多在30分種左右。另外，據舊縣誌記載和實地調查，自明代正德十年(1515)至清代光緒年間曾發生14次洪水，其中記載較詳細的有7次，在歷代洪水中要數清乾隆五十九年(1794)和同治十年(1871)兩次洪水最大，同治十年的洪水淹到當時縣署(今水電局)，調查推算得出當時在縣城段最大洪流量達5220立方米/秒，實屬罕見。 歷次洪水出現都給兩岸民眾造成損失。如1953年5月30日，灌江發生洪水，黃關區聯德鄉小江邊自然村被洪水沖走103人、溺死53人、重輕傷20人，有1戶全家人淹死，12戶只剩1人。
流量據灌陽水文站觀測， 灌江多年平均流量為67.43立方米/秒。灌江縣城河段最大流量為1810立方米/秒(1983年6月21日)，最小流量為3.82立方米/秒(1974年12月1日)。正常年徑流總量為11.3億立方米。歷史上洪水最大流量推算為5220立方米/秒(1871年)。 泥沙灌江境內多年平均輸沙量約在24.1萬噸，出境沙量26.2萬噸。多年平均侵蝕模數為每平方公里131噸， 多年平均含沙量為0.15公斤/立方米，屬含沙量較少的地區。按年代比較，年均含沙量60年代為0.09公斤/立方米、70年代為0.20公斤/立方米、80年代為0.16公斤/立方米。
灌江河谷丘陵地區，分布著石灰岩，溶洞發育，伏流較多。碳酸鹽岩廣布，地下水資源豐富，特別是岩溶地區，多地下河。全縣地下水主要有地下河和泉井兩種類型， 估算其總量多年平均為3.6億立方米，約有三分之一的地區被用於灌田、飲水、養等。
