本发明提供了一种水文变量设计值的确定方法，该方法包括：获得至少两个待检测变参数皮尔逊Ⅲ型曲线模型中每一待检测变参数皮尔逊Ⅲ型曲线模型在进行时变参数估计后各样本点所对应的分位数；根据每一待检测变参数皮尔逊Ⅲ型曲线模型在进行时变参数估计后各样本点所对应的分位数，从进行时变参数估计后的至少两个待检测变参数皮尔逊Ⅲ型曲线模型中确定出其中一个最优变参数皮尔逊Ⅲ型曲线模型；根据最优变参数皮尔逊Ⅲ型曲线模型，确定在预定水文频率条件下、在预定时刻的水文变量设计值。本发明上述实施例，能够在不同时刻对于某一预定水文频率的水文变量设计值进行求解，适用于变化环境下非一致性水文序列的水文频率计算。