水库关键参数和过程
气象仪器通常用来测量和记录风速、气温、降雨和传入的太阳辐射。在水库内的测量中，可以使用电阻测温仪、测流计和氧气传感器。通过采集水库、流域和下游河道流入的水样，实验分析测定可溶性和颗粒有机物、营养物质的浓度。用测流计、压力传感器或水位计可进行排放和水深的水文测量。
碳加载可源于初级生产力、水淹土壤和植物生物量的内部输入，也可发生于河流和溪流的外部负载。在初级生产力的测量中，需要连续测定库区生长的木本植被和草本植被的生物量以及藻类植物中溶解无机碳的摄取量和排氧量。水库中生长的水生植物的生物量通过直接采样确定。水淹土壤生物量和植物生物量可直接测量，或通过二氧化碳信息分析中心（CDIAC）的数据库进行估计。外部载荷为排水率、可溶性和颗粒有机碳浓度的产物。
不同有机物矿质化过程中甲烷和二氧化碳的释放量可以通过缺氧条件下的培养进行测量。天然湖泊沉积物、有机物质的降解率、产生的二氧化碳和甲烷底栖通量可通过沉积物孔隙水的垂直剖面或水底箱实验获得。因为水中存在妨碍箱芯和水底箱使用的互相缠绕的树干和树枝，所以水淹有机物和孔隙水的采样可能会很困难。考虑到这些困难，被洪水淹没的有机物降解期间二氧化碳和甲烷的产生率可通过体外调查方法获取。从流域中抽取类似水淹区域的土壤和植物样品，并在缺氧条件下的水中培养。二氧化碳和甲烷潜在的生产速率通过长时间的培养可以测出。水库表层和大坝下河道中的有氧呼吸作用需要在有氧条件下测定二氧化碳的生产量。
在水生生态系统中，甲烷氧化是控制甲烷向大气排放的重要因素。这个过程对甲烷和和二氧化碳排放之间的平衡有着显着影响。在有氧条件下，通过来自水库表层和大坝下游河道的水和沉积物的培养可确定此动力学过程。
库存量的变化
大多水库可作为沉积物收集器，通过累积沉积物中的碳，可捕获大量的碳。沉积物也可以提供缺氧条件导致甲烷的产生。必须评估水库沉积物和整个水体上大气之间的碳总通量。通过测量，也可以计算碳输入和碳输出之间的差值获得该通量。
水库输出
水库和坝体下河段水-气界面的二氧化碳和甲烷扩散通量可使用漂浮气室测定，也可基于水-气界面的局部压力梯度和交换系数来计算，交换系数取决于水-气界面的风速、水流速度、雨量和温度梯度。植被的甲烷通量和植物二氧化碳交换量可通过深色透明的气室测定。水库的甲烷气泡通量可用和最初注满水的气体收集器相连接的倒置漏斗确定。气泡通量主要发生在静水压力不足以溶解间隙水中的甲烷的水库浅水区。因为沸腾是阶段性的，所以精确测量很困难。
大坝下方排气已经被估计为发电厂上下游气体浓度之间的差值乘以涡轮机过流量。如有可能，气体浓度的样品采集应在通往涡轮机的管道内进行。甲烷及二氧化碳浓度的表面和垂直剖面可以通过顶空法结合气相色谱分析确定。
除二氧化碳和甲烷通过下游排气之外，可溶性和颗粒有机碳、溶解二氧化碳和甲烷通过大坝排放，并通过河流输送。这个输出已经被计算为是排水率、溶解气体浓度、颗粒和可溶性有机物浓度的产物。然而，在此计算过程中，二氧化碳和甲烷的排气量、水库中生成的有机物在河流中的呼吸作用产生的二氧化碳和甲烷氧化为二氧化碳等都要考虑在内。这就有必要准确量化这条通道的大气排放和大坝下有机物的输出。
时间和空间分辨率
为了准确估计一个水库的大气排放量，必须研究整个水库系统通量的季节变化（包括湖泊、排气和河流下游）。如PetitSaut和Balbina水库所示，由于水库中有机碳供应、热分层、不规则的对流混合、深度、水力运行和冲洗率的季节变化，大气排放在一年内的变化超过一个数量级。如有着超过10年的以月为单位测量的数据集的PetitSaut水库所示，总排放量的季节性变化高于年际变化。这说明基于每年一次或两次调查的估计量应引起注意。所以，研究水库的季节性变化，并进行可靠的质量守恒分析，至少需要对关键参数、二氧化碳和甲烷通量进行以月为单位的监测。在监测期间，每个水库的测量时间跨度应为数天，每天应进行数次。
水库监测管理应按不同区域进行，使不同区域的量化反映出区域特征和主导过程。长期监测可能需要选择6类取样站点：
位于水库上游范围之内和水库上游流入处的站点。
位于水库纵轴线上的站点。
位于水库沿岸区域的取样站，分为植被区和非植被区。
位于河湾（如果存在）的取样站。
靠近大坝的取样站，用以了解大坝上游水体的混合程度。应从涡轮机通道处取样。
大坝下河道的取样站。必须研究沿河道的排放量，直到二氧化碳和甲烷的部分压力达到自然基准。需根据受大坝影响的河道长度确定取样站的数目。
单位标准化
在一个模型框架中，在化学计算中大量的化学物质（如浓度、通量、生物地球化学反应速率等）必须以摩尔（mol）表示。二氧化碳和甲烷的通量以每天每平方米碳的克数表达（gCm-2d-1）。所有其他测量必须以国际单位制(SI)表达。