Poslijeratne obimne studije i istraživanja, sistematski primjenjivane na krševitim područjima Istočne Hercegovine i Dubrovačkog primorja, kao i poznato iskustvo u izgradnji velikih vodoprivrednih objekata u karstu ukazale su na realne mogućnosti višenamjenskog i efikasnog iskorišćavanja voda ovog područja. Ova činjenica je nametala potrebu kompleksnog rješavanja svih vodoprivrednih problema, kako bi se obezbijedilo najefikasnije iskorišćavanje voda u energetsko-meliorativne i druge vodoprivredne svrhe. Uvažavujući ovu potrebu, proizašao je zaključak iz vodoprivredne osnove da se čitavo područje tretira kao jedinstvena vodoprivredna cjelina, ne samo u razvoju, nego i u eksploataciji, a u organizacionom pogledu kao veliki sistem. Na tim postavkama zasniva se hidrosistem Trebišnjice.

Okosnicu čitavog sistema predstavlja najveća evropska ponornica Trebišnjica, a posebno njen površinski tok od izvora kod Bileće pa do razasutih ponora u Popovom polju. Ekonomsko-tehničku osnovu hidrosistema čini obilje voda sa koncentrisanim padovima i njihova mogućnost visokog izravnanja izgradnjom akumulacija, što predstavlja značajan resurs vrlo jeftine i visoko garantovane električne energije a istovremeno omogućuje vrlo značajne melioracije na ovom privredno nedovoljno razvijenom području. Područje Istočne Hercegovine jedno je od najbogatijih jugoslovenskih područja u padavinama, koje u prosjeku iznose oko 1780 mm godišnje., a u ekstremnim slučajevima dostiže visinu i do 5000 mm godišnje.

Ove ogromne količine vodenog taloga nisu jednakomjerno raspoređene u toku godine. Obilje voda, praćeno poplavama u zimsko-proljetnom periodu i oskudicom u toku ljeta, stvarale su vjekovima velike materijalne štete ovom području. Nasuprot tome blizina mora i relativno velike visinske razlike do njega, kao i značajne poljoprivredne površine, otvarale su široku perspektivu za iskorišćavanje ovog prirodnog bogatstva. Ova činjenica, uočena još krajem prošlog vijeka, podstakla je mnoge stručnjake da traže najpovoljnija energetska i meliorativna rješenja. Početne studije bile su pretežno usmjerene na odbranu od poplava i na traženje najboljih hidromeliorativnih rješenja. (Akumulacija Klinje 1897. godine). Kasnije, sa razvojem tehnike građenja visokih brana i sve većom potrebom za električnom energijom, pojavilo se početkom ovog vijeka nekoliko studija o iskorištavanju energetskog potencijala rijeke Trebišnjice. Sve ove studije, zbog tadašnjeg saznanja o kraškim vodama i njihovim podzemnim tokovima, a posebno o izgradnji visokih brana i akumulacija u kraškim terenima, nisu mogle dati cjelovitija vodoprivredna rješenja.

Tek poslije 2. svjetskog rata Zavod za vodoprivredu u Sarajevu izradio je 1954. godine vodoprivrednu osnovu rijeke Trebišnjice koja je omogućila širi i bolji uvid u korisnost kompleksnog rješenja ove rijeke. Ona je dobrim dijelom poslužila pri izradi studije o mogućnostima izvoza hidroenergije iz Jugoslavije pod nazivom: „Prospect of exporting electric power from Yugoslavia“, koja je izrađena i publikovana u okviru Economic commission for Europe OUN. (Ženeva, u january 1955). Vodoprivredna osnova je naročito zainteresovala lokalne vlasti i elektroprivredu, koji su omogućili da se intenzivno nastave studije i istrage i pristupi izradi tehničko-ekonomske dokumentacije za etapu izgradnje Hidrosistema Trebišnjica u vidu idejnog projekta i investicionog programa. Ova dokumentacija završena je 1956. i revidovana 1957. godine. Od tada se nastavljaju studije i istrage, naročito posljednjih nekoliko godina, na čitavom području Istočne Hercegovine i južne Dalmacije, koje su dale dragocjene podatke. One su omogućile da se izradi i usvoji 1967. godine jedna cjelovitija vodoprivredna osnova ovog područja. Primjenjujući razne kompleksne metode istraživanja došlo se do zaključka da slivno područje uzvodno od brane Gorica iznosi cca 1630 km².

Dugogodišnjim osmatranjima vodostaja rijeke Trebišnjice (započeta 1893. godine), kao i provjeravanjem ovih vodostaja odnosno proticaja računskim metodama, utvrđeno je da prosječni godišnji proticaj kod brane Grančarevo iznosi 31,9 m³/s, a kod brane Gorica (Arslanagića most) 96,1 m³/s. Velike (katastrofalne) vode za potrebe projektovanja brane uzete su nešto veće nego što su dobivene proračunskom metodom, pa je tako za branu Grančarevo usvojen proticaj 864 m3/s, a za branu Gorica 1200 m³/s.

Korito rijeke Trebišnjice obiluje mnogobrojnim ponorima. Već uzvodno od Trebinja počinje zona ponora, čiji broj se nizvodno sve više povećava, a naročito od Trebinja. Ovi ponori čine da površinski tok Trebišnjice varira od 35-90 km zavisno od veličine proticaja. Ljeti, kad su proticaji mali, vode Trebišnjice se gube u ponorima koji se nalaze u blizini Trebinja i ponovo se, većim dijelom, pojavljuju na izvorima Dubrovačke rijeke — Omble. U periodu velikih voda (novembar—april) nizvodni ponori nisu u stanju da gutaju nabujale vode, pa se tok Trebišnjice produžava kroz cijelo Popovo polje i dostiže dužinu od 90 km. Obično u tom periodu, kada nizvodni ponori, a naročito oni veliki u Popovom polju, ne mogu da gutaju sve pridošle vode, Popovo polje plavi, pa se u njemu stvara jezero sadržine i do 1 milijarde m³. U vlažnim godinama ove se vode ponekad zadržavaju i po nekoliko mjeseci, što onemogućava da se poljoprivredni radovi obave na vrijeme. Dosta su česti slučajevi da zbog naglog plavljenja stradaju i usjevi, a ponajviše plodovi mukotrpnog rada okolnog stanovništva kome je poljoprivreda osnovno zanimanje.

Primjenjujući opsežna i raznovrsna istraživanja došlo se do bogatog iskustva u proučavanju kraških fenomena i dragocjenih podataka, koji su bili ne samo pouzdan osnov za izradu studija i projekata za već izgrađene objekte, nego i veliki doprinos opštoj izgradnji hidro objekata, a naročito izgradnji visokih brana i akumulacija u kraškim i sličnim terenima. Usvojena vodoprivredna osnova čitavog područja Istočne Hercegovine i dubrovačkog primorja, temeljena na višegodišnjim studijama, ukazala je da se najefikasnije mogu iskoristiti vode ako se kompleksno rješavaju zahtjevi poljoprivrede i energetike. Studije i istrage za vodoprivrednu osnovu nisu se ograničile samo na neposredno slivno područje Trebišnjice nego su proširene i na ostala kraška polja i vode ovog područja, jer se pokazalo da ove vode mogu biti mnogo racionalnije i efikasnije iskorištene u hidrosistemu Trebišnjica. Tako tretirano područje predstavlja danas jedinstvenu vodoprivrednu cjelinu i obuhvata teritoriju od 7.525 km². Osnovne poljoprivredne površine ovog područja čine kraška polja koja se kaskadno, u 4 visinska horizonta, pružaju od kote 1100 nadmorske visine pa do mora. Njihova ukupna površina iznosi oko 50000 ha od čega obradivih oko 37.000 ha, što predstavlja značajan poljoprivredni potencijal. Hidrološki uslovi su im slični iako pripadaju različitim visinskim i klimatskim uslovima.