การศึกษาศักยภาพการให้น้ำท่าจากพื้นที่ป่าอนุรักษ์ บริเวณอุทยานแห่งชาติภูหินร่อง กล้าจังหวัดพิษณุโลก-เลย กระทำโดยคัดเลือกลุ่มน้ำย่อยในเขตอุทยานซึ่งมีระดับความสูงแตก ต่างกัน ได้แก่ ลุ่มน้ำห้วยยอดหมัน ลุ่มน้ำห้วยน้ำขะมึน ลุ่มน้ำห้วยหลวงใหญ่ และลุ่มน้ำ ห้วยน้ำไซ ซึ่งมีความสูงจากระดับน้ำทะเลโดยเฉลี่ยประมาณ 1,603, 1,430, 1,242 และ 833 เมตร ตามลำดับ ซึ่งได้เก็บรวบรวมข้อมูลปริมาณน้ำฝน ปริมาณน้ำท่า ลักษณะภูมิอากาศ และปัจจัย องค์ประกอบอื่น ๆ ตั้งแต่เดือนมีนาคม 2538 ถึงเดือนกุมภาพันธ์ 2539 จากการศึกษาพบว่า ปริมาณน้ำฝนของลุ่มน้ำห้วยยอดหมัน ลุ่มน้ำห้วยน้ำขะมึน ลุ่มน้ำห้วยหลวงใหญ่ และลุ่มน้ำ ห้วยน้ำไซ มีค่าเท่ากับ 1,948.3, 1,744.4, 1,641.0 และ 1,617.7 มิลลิเมตร/ปี และให้ปริมาณ น้ำท่าทั้งปีเท่ากับ 1,040,800, 626,800, 543,200 และ 462,700 ลูกบาศก์เมตร/ตารางกิโลเมตร ตามลำดับ ซึ่งเปรียบเทียบศักยภาพการให้น้ำท่าของแต่ละลุ่มน้ำ พบว่าลุ่มน้ำห้วยยอดหมันมี ศักยภาพการให้น้ำท่าสูงสุด รองลงมาได้แก่ ลุ่มน้ำห้วยน้ำขะมึน ลุ่มน้ำห้วยหลวงใหญ่ และ ลุ่มน้ำห้วยน้ำไซ โดยมีค่าเท่ากับ 53.42, 35.93, 33.10 และ 28.60 เปอร์เซ็นต์ต่อปริมาณ น้ำฝน ช่วงน้ำหลากของพื้นที่อุทยานมีระยะเวลาประมาณ 6 เดือน เริ่มตั้งแต่เดือนพฤษภาคมถึง เดือนตุลาคม ส่วนช่วงแล้งฝนที่เหลือ 6 เดือน เริ่มตั้งแต่เดือนพฤศจิกายนถึงเดือนเมษายน ซึ่งเมื่อพิจารณาในลักษณะภาพรวมของอุทยานฯ สรุปได้ว่าค่าปริมาณน้ำฝนโดยเฉลี่ย 1,737.8 มิลลิเมตร/ปี การให้น้ำท่าของพื้นที่อุทยานเท่ากับ 668,600 ลูกบาศก์เมตร/ตารางกิโลเมตร ศักยภาพการให้น้ำท่าทั้งปีเท่ากับ 37.76 เปอร์เซ็นต์ของปริมาณน้ำฝน โดยในช่วงน้ำหลากให้ น้ำท่า 82.66 เปอร์เซ็นต์/ปริมาณน้ำท่าทั้งปีและให้น้ำท่าในช่วงแล้งฝน 17.34 เปอร์เซ็นต์/ ปริมาณน้ำท่าทั้งปี ซึ่งเมื่อหาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณน้ำฝนกับน้ำท่าได้สมการ คือ Q = 12,918.3 + 295.4 P โดยค่า r เท่ากับ 0.906 เมื่อ Q มีหน่วยเป็นลูกบาศก์เมตร/ตารางกิโล เมตร และ P มีหน่วยเป็นมิลลิเมตร ส่วนความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณน้ำฝนและน้ำท่ากับระดับ ความสูงแสดงแนวโน้มในรูป P = 1,246 + 642.45 S, r = 0.71 และ Q = -152,026 + 642.45 S, r = 0.68 ตามลำดับ เมื่อ P แทนปริมาณน้ำฝนมีหน่วยเป็นมิลลิเมตร และ S แทนความสูงจากระดับ น้ำทะเลมีหน่วยเป็นเมตร