La cuenca del río Itata es el espacio natural comprendido por la cuenca hidrográfica del río Itata. Este espacio coincide con el espacio administrativo homónimo definido en el registro de cuencas de Chile con el número 081 que se extiende desde la divisoria de las aguas en la cordillera de los Andes hasta su desembocadura en el océano Pacífico. Se subdivide en 5 subcuencas y 34 subsubcuencas con un total de 11328 km².
La cuenca abarca completamente la Región del Ñuble, más las comunas de Cabrero, Antuco y Tucapel que pertenecen a la Región del Biobío. Los principales asentamientos humanos de la cuenca del río Itata son:
La Dirección General de Aguas ha dividido la cuenca del Maipo para mejor estudio y administración en las siguientes subcuencas y subsubcuencas:
Los cauces prioritarios considerados por la Dirección General de Aguas son:
El informe de la Dirección General de Aguas considera que la cuenca alta del río Ñuble (hasta la junta con los ríos Cato y Sauces) tiene un régimen régimen mixto, con importantes caudales en meses de invierno y primavera. El resto de la cuenca, la cuenca baja y media del Ñuble y las del río Itata son de régimen pluvial.:57
De acuerdo con los datos recopilados por la Universidad Técnica de Dresde y según la clasificación climática de Köppen, la zona de Coironal (o lago de las Truchas) en la alta cordillera, la ciudad de Chillán en el plano central y la ciudad de Coelemu, a la desembocadura del río Itata, tiene todas un clima oceánico templado. Ambas ciudades tienen precipitaciones anuales promedio en torno a los 900 mm y una temperatura promedio anual de cerca de 12,7°C. En la cordillera desciende la temperatura, pero también las precipitaciones, que alcanzan a 8,5°C y 594 mm en promedio anual respectivamente.
Los diagramas Walter Lieth muestran con un área azul los periodos en que las precipitaciones sobrepasan la cantidad de agua que el calor del sol evapora en el mismo lapso de tiempo, (un promedio de 10°C mensuales evaporan 20 mm de agua caída) dejando un clima húmedo. Por el contrario, las zonas amarillas indican que durante ese tiempo el agua caída puede ser evaporada por el calor del sol.
Las principales actividades económicas en esta cuenca corresponden a la agricultura (viñas, parronales, espárragos, kiwi, trigo, remolacha, maíz, manzana, cebolla, vides y otros) cereales (arroz y cebada) y silvicultura (bosques, siendo el Pinus radiata la más común).
En un informe de la Universidad de Chile sobre la situación de los ríos de Chile en 1999 se reporta que::86
Las Áreas bajo Protección Oficial pertenecientes al Sistema Nacional de Áreas Silvestres Protegidas por el Estado (SNASPE) que se emplazan en la cuenca corresponden a::18
En esta cuenca las áreas de Conservación de la Biodiversidad corresponden a:
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