状多为狭长形；平行状水系的支流与干流大体成平行趋势相交汇，相应的流域形状多为扇形；混合状水系的支流与干流的关系介于前两者之间，相应的流域形状也介于狭长和扇形之间。人工精心设计开挖形成的平原水系可为网状结构。
水系的形状影响着洪水汇合的先后，集中的快慢及流量的大小。对面积相同，水系形状不同的流域，同一场暴雨形成的流域出口断面流量过程线明显不同。平行状水系由于各支流汇集到流域出口断面的同时性强，所产生的洪水过程较急剧（过程线较尖瘦）；羽毛状水系各支流由于汇集到流域出口断面的时间相互错开，所产生洪水的过程线较矮胖；混合状水系产生的洪水过程则介于以上两者之间。
水系的名称通常以干流的河名命名，如长江水系、黄河水系、珠江水系等。但也有用地理区域或把同一地理区域内河性相近的几条河作为综合命名，如湖南省境内的湘、资、沅、澧四条河流共同注入洞庭湖，称为洞庭湖水系；江西省赣江、抚河、信江、饶河、修水均汇入鄱阳湖，称为鄱阳湖水系；海河、滦河、徒骇河及马颊河都各自入海，称为华北平原水系等。
我国水文资料整编规范和流域管理机构对水系也有较明确的的规定，一般只将较大的或独立性较强的支流才规定为水系，如黄河的水系规定为黄河、洮河、湟水、窟野河、无定河、汾河、渭河、泾河、北洛河、伊洛河、沁河、大汶河。
3、流域
每一条河流和每一个水系都从一定的陆地区域（包括一定深度）上获得补给，这部分陆地便是河流和水系的流域,实际上就是河流和水系在陆地的集水区。河流和水系的地面集水区与地下集水区往往并不是重合的，但地下集水区很难直接测定，所以在分析水文地理特征或进行水文计算时，
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多用地面集水区代表河流的流域。由两个相邻集水区之间的最高点连接成的不规则曲线，即为两条河流或两个水系的分水线（或地面分水线）。对于任何河流或水系来说，分水线之内的范围（面积），就是它的流域（面积）。
补给内流河的流域范围称为内流流域。补给外流河的流域范围称为外流流域。
水文学一般描述流域特征的要素有以下几种：
（1）流域面积。流域地面分水线和（或）出口断面所包围区域的水平面积，又称集水面积，基本单位为km2。中国河流众多，流域面积在100km2以上的河流约5万条，流域面积在1000km2以上的河流约1500条，超过1万km2的河流有79条，其中长江流域面积达180万km2。在同等降水情况下，流域面积大小直接影响河流水量大小及径流的形成过程。
（2）河网密度。单位流域面积上的河流长度。即流域中干支流总长度和流域面积之比，基本单位为km/km2。
（3）流域长度和平均宽度。对于全凸形的流域，以流域出口为圆心作一组不同半径的同心圆，在每个圆与流域分水线相交处（两点）作割线，各割线中心点的连线的长度即为流域的长度，以km计。流域面积与流域长度之比称为流域平均宽度，以km计。对于有凹形的流域，圆与流域分水线相交处可能为多点，应具体分析确定两个参数。
（4）流域形状。表示流域形状特征的参数一般有形态因子、形状系数（也叫圆度）和伸长比。流域面积与流域长度平方的比值称为形态因子。流域分水线的实际长度与流域同面积圆的周长之比称形状系数（也可用流域面积与周长和流域周长相等的圆面积相比）。流域形状系数接近于1时，流域的形状接近于圆形，这样的流域易造成大的洪水。流域形状越狭长，流域形状系数越小，径流变化越平缓。面积等于流域面积的圆的直径与流域长度的比值称伸长比，伸长比越小，流域越趋于狭长形。
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（5）流域高度。指流域范围内地表的平均高程。主要影响降水的形式和流域内的气温，进而影响流域的水量变化。流域平均高度可用式(J.1.2-1)计算
H0=(a1h1+a2h2＋...+aihi)/A（J.1.2-1）
式中H0——流域平均高度，m；
ai——相邻两等高线间的面积，km2； hi——相邻两等高线的平均高度，m； A——流域总面积，km2。
（6）流域坡度。流域上两点之间的坡度是该两点高差与他们之间直线距离的比值。由于流域地面高低不平，故流域坡度是空间位置的函数。它是坡地漫流过程的一个影响因素，在小流域洪水汇流计算时，是一个重要参数。流域平均坡度按式（J.1.2-2）计算
J=(a1J1+a2J2＋...+aiJi)/A（J.1.2-2）
式中J——流域平均坡度；
Ji——相邻两等高线间的平均坡度； ai——相邻两等高线间的面积，km2； A——流域面积，km2。 （7）流域自然地理特征
包括流域的地理位置、气候特征、下垫面条件等。
(a)流域的地理位置。流域的地理位置以流域所处的经纬度来表示,它可以反映流域
所处的气候带,说明流域距离海洋的远近,反映水文循环的强弱。 (b)流域的气候特征。包括降水、蒸发、湿度、气温、气压、风等要素。它们是河流形成和发展的主要影响因素,也是决定流域水文特征的重要因素。
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(c)流域的下垫面条件。下垫面指流域的地形、地质构造、土壤和岩石性质、植被、湖泊、沼泽等情况,这些要素以及上述河道特征、流域特征都反映了每一水系形成过程的具体条件,并影响径流的变化规律。在天然情况下,水文循环中的水量,水质在时间上和地区上的分布与人类的需求是不相适应的。为了解决这一矛盾,长期以来人类采取了许多措施,如兴修水利、植树造林、水土保持、城市化等措施来改造自然以满足人类的需要。人类的这些活动,在一定程度上改变了流域的下垫面条件从而引起水文特征的变化。因此,当研究河流及径流的动态特性时,需对流域的自然地理特征及其变化状况进行专门的研究。
J.1.3地表水和地下水的概念 1、地表水
地表水指存在于地壳表面，暴露于大气中的水，亦称陆地水。地表水水体基本赋存类型为河流、冰川、湖泊、沼泽四种，其水资源意义如下：
（1）河流是最活跃的地表水体,它水量更替快，水质良好，便于取用，历来就是人类开发利用的主要对象，在农业灌溉、城镇供水、水力发电和航运等方面为促进社会经济发展起到了巨大的作用。但由于河川径流的年际、年内变化大，多水季节容易发生洪涝灾害，所以在开发利用河流水时要体现兴利与除害并重。
（2）淡水湖和水库具有存储、调节径流的作用，能缓解来水与用水的矛盾，提高河川径流的利用程度。
（3）咸水湖直接供水意义不大，但常蕴藏丰富的矿物资源。 （4）极地冰川和冰盖目前尚难以开发利用，但中低纬度的高山冰川则是巨大的“固体水库”，可储存固态降水，冰雪融水对河流有补给调节作用。
（5）沼泽是生长喜湿植物的过湿地，对维护生物多样性作用较大。
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2、地下水
地下水一般指存在于地表以下岩土的空隙、裂隙和洞穴中的水。地表以下含水的岩土可分两个带。上部为包气带，也称非饱和带，岩土的空隙中除水以外还包含空气。下部为饱水带，也称饱和带，岩土的空隙被水充满。狭义的地下水指埋藏于地面以下岩土孔隙裂隙溶隙饱和带中的重力水，广义的地下水指地面以下各种形式的水。
地下水主要来源为大气降水入渗，排泄有出露泉、潜水蒸发、排向地表水体（如河流枯水期的基流，主要靠地下水补给）、越流排泄和各种人工排泄（如吸取井水）。
根据地下埋藏条件的不同，地下水可分为上层滞水、潜水和承压水三大类。
（1）上层滞水是由于局部的隔水作用，使下渗的大气降水停留在浅层的岩石裂隙或沉积层中所形成的蓄水体。
（2）潜水是埋藏于地表以下第一个稳定隔水层上的地下水，通常所见到的地下水多半是潜水。当潜水流出地面时就形成泉或渗流细水。它主要由降水和地表水入渗补给。
（3）承压水一般是埋藏较深、处于两个隔水层之间的地下水。这种地下水往往具有较大的水压力，当井或钻孔穿过上层顶板时，强大的压力就会使水体喷涌而出，形成自流水。
J.1.4水量平衡的概念和水量平衡方程 1、水量平衡概念和水量平衡方程通式
水量平衡为水循环的数量表达。按质量守恒定律，其基本意义是指，在给定任意尺度的时域空间中，水的运动（包括固、液、气态的相变）有连续性，在数量上保持着收支平衡。作为具体的理解，水量平衡为水文循环过程中某区域在任一时段内，输入的水量等于输出的水量与蓄水变量之
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