本发明公开了一种天然河道断面水位流量关系的确定方法，包括以下步骤：步骤1，获取目标断面的实测断面数据(xi,zi)，将横断面x1和xN之间等分为M个分段(xni,xni+1)；求得各分段节点对应的高程值；步骤2，确定不同断面曼宁糙率系数n；步骤3，将断面最低高程和最高高程之间等分为Nz层，计算任一高程等分层每一分段的流量值Qij，并对所有分段的流量值Qij求和，得到该层所对应的总断面流量值Qj；根据每层的总断面流量值Qj和该层所对应的水位得到水位流量关系。本发明的方法采用分段计算水位流量关系的思想，将河道断面按照糙率进行分割计算其对应的流量，从而求出整个断面对应的水位流量关系，可以避免传统水位流量关系确定时遇到的双值问题。