El río Chillán es un curso natural de agua que fluye en la Provincia de Diguillín en la Región de Ñuble, Chile. Nace en los nevados de Chillán y desemboca en el río Ñuble.
Nace en los nevados de Chillán y discurre en dirección noroeste hasta llegar a la ciudad de Chillán, donde su curso tuerce hacia el sur y luego al oeste, hasta alcanzar por el sur la localidad de Chillán Viejo. Desde este punto, sigue en dirección suroeste, hasta la localidad de Nebuco, donde es atravesado por la Carretera Panamericana. Desde este punto, discurre en dirección noroeste, siendo atravesado por la ruta que une Chillán con Confluencia. Desde este punto y hasta su desembocadura en el río Ñuble hay aproximadamente dos kilómetros.
Hasta el año 1751 este río atravesaba la ciudad de Chillán, hoy Chillán Viejo, a cuyas orillas fue fundada en 1580 por el Mariscal Martín Ruiz de Gamboa, pero el terremoto de ese año provocó que el río cambiara su curso cerca de quince cuadras más al sur, por donde hoy discurre. El antiguo brazo del río que fue abandonado producto del sismo se conoce actualmente como estero Río Viejo.
Toda la cuenca del río Itata presenta (con excepción de la cuenca alta del río Ñuble) un régimen pluvial. :19
El caudal del río (en un lugar fijo) varía en el tiempo, por lo que existen varias formas de representarlo. Una de ellas son las curvas de variación estacional que, tras largos periodos de mediciones, predicen estadísticamente el caudal mínimo que lleva el río con una probabilidad dada, llamada probabilidad de excedencia. La curva de color rojo ocre (con ) muestra los caudales mensuales con probabilidad de excedencia de un 50%. Esto quiere decir que ese mes se han medido igual cantidad de caudales mayores que caudales menores a esa cantidad. Eso es la mediana (estadística), que se denota Qe, de la serie de caudales de ese mes. La media (estadística) es el promedio matemático de los caudales de ese mes y se denota .
Una vez calculados para cada mes, ambos valores son calculados para todo el año y pueden ser leídos en la columna vertical al lado derecho del diagrama. El significado de la probabilidad de excedencia del 5% es que, estadísticamente, el caudal es mayor solo una vez cada 20 años, el de 10% una vez cada 10 años, el de 20% una vez cada 5 años, el de 85% quince veces cada 16 años y la de 95% diecisiete veces cada 18 años. Dicho de otra forma, el 5% es el caudal de años extremadamente lluviosos, el 95% es el caudal de años extremadamente secos. De la estación de las crecidas puede deducirse si el caudal depende de las lluvias (mayo-julio) o del derretimiento de las nieves (septiembre-enero).
Francisco Solano Asta-Buruaga y Cienfuegos escribió en 1899 en su obra póstuma Diccionario Geográfico de la República de Chile sobre el río:
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