La répartition non uniforme des précipitations dans un bassin enfreint l'hypothèse de base de l'uniformité. La répartition spatiale à l'intérieur d'un bassin peut varier à la fois en fonction du pourcentage de la superficie du bassin touché et des régions spécifiques. Cela peut conduire à une réponse du cours d'eau qui est significativement différente de la réponse prédite par la théorie de l'hydrogramme unitaire.
Par exemple, dans un cas hypothétique, disons qu'il pleut 5,00 unités de hauteur sur un dixième de la superficie d'un bassin et qu'il est sec sur le reste du bassin. La pluviométrie moyenne du bassin dans ce cas serait de 0,50 unité de hauteur. Selon le modèle de ruissellement utilisé, une hauteur de 0,50 peut ne pas être suffisante pour déclencher un ruissellement important. Mais dans la partie du bassin qui a reçu une hauteur de 5,00 unités, il peut y avoir un ruissellement important qui apparaît comme une réponse majeure dans le chenal (lit) du cours d'eau.