和；或一定区域(或水体)在一定时段内水的收入量与支出量之差等于该区域(或水体)的蓄水变量。蓄水变量指时段始末区域内蓄水量之差（时段开始可能有蓄水也可能无蓄水）。
水量平衡方程式可由水量的收支情况来制订。系统中输入的水(I)与输出的水(O)之差就是该系统内的蓄水变量(△S)，其通式为：
I-O=±△S（J.1.4-1）
从本质上说，水量平衡是质量守恒原理在水循环过程中的具体体现，也是地球上水循环能够持续不断进行下去的基本前提。一旦水量平衡失控，水循环中某一环节就要发生断裂，整个水循环亦将不复存在。反之，如果自然界根本不存在水循环现象，亦就无所谓平衡了。因而，两者密切不可分。水循环是地球上客观存在的自然现象，水量平衡是水循环内在的规律。水量平衡方程式则是水循环的数学表达式，而且可以根据不同水循环类型，建立不同的水量平衡方程。
水量平衡的研究时段可以是日、月，也可以是一年、数十年或更长的时间，或者为一个特定时期（如河流汛期、某场洪水期，农田灌溉供水期等）。
水量平衡是水文、水资源学科水文现象和水文过程分析研究的基础，同时又是研究和解决一系列实际水资源数量和质量计算及评价问题的依据、手段和方法，因而具有十分重要的理论意义和实际应用价值。通过水量平衡的研究，分析水循环系统内蒸发，降水及径流等各个环节相互之间的内在联系，揭示自然界水文过程基本规律，认识和掌握河流、湖泊、海洋、地下水等各种水体的基本特征、空间分布、时间变化以及今后发展趋势，进而可以定量地探索水循环过程与全球或区域地理环境、自然生态系统及人类活动之间的相互联系、相互制约的关系，消除或减缓消极影响，发展或增强积极影响，维护可持续发展。
13
2、全球和4个自然系统水量平衡方程式
在通用水量平衡方程的基础上，按系统的空间尺度，大可到全球，小至一个区域；也可从大气层到地下水的任何层次，均可根据通式写出不同的水量平衡方程式。如全球水量平衡方程、海洋水量平衡方程、陆地水量平衡方程、流域水量平衡方程、水体水量平衡方程等。除全球水量平衡方程外，从水量交换的角度也可把水量平衡的区域划分为4个自然系统，并可相应列出水量平衡方程式。
（1）全球水量平衡方程式可写为 pc?po?Ec?Eo（J.1.4-2） 式中pc--大陆的降水量；po--海洋的降水量；Ec--大陆的蒸发量；Eo--海洋的蒸发量。
（2）大气系统水量平衡方程式为
Ai-Ao+E-P=±△A（J.1.4-3）
式中Ai和Ao分别为大气层中除降水与蒸发以外的其他收入水量和支出水量(如随水平气流输入、输出的水分)；P和E分别为降水量和蒸发量；△A为大气系统中的蓄水变量。
（3）流域系统水量平衡方程式为 P-R-E=±△S（J.1.4-4） 式中P为降水量；R为径流量；E为蒸发量；△S为流域蓄水变量。 多年流域系统水量平衡方程式为 P=R+E 这是因为，流域多年的蓄水变量可正可负，多年平均情况,正负可以相互抵消,蓄水量的变化量趋于零。 （4）土壤系统水量平衡方程式为 P-R-E+Cm+Si-So=±△W（J.1.4-5）
14
式中Cm--土壤中的凝结水；Si--由地下水和壤中流形式进入土壤层的水；So--由土壤层向下渗入地下水和壤中流形式流出土壤层的水；△
W--土壤层中的蓄水变量；其余符号（P、R、E）意义同前。
（5）地下水系统水量平衡方程式
αP-Eu+Ui-Uo=±△U（J.1.4-6）
式中α--地下水的降水入渗补给系数；P--降水量；Eu--地下水上升经土壤到地面后的蒸发量；Ui--地下流入系统的水量；Uo--地下流出系统的水量；△U--地下的蓄水变量。
以上4个系统的水量平衡可以相互结合列成联立方程，用于水循环或水量交换的研究。对于特定区域、空间层或水体的水量平衡方程可视具体的条件列出。
3、区域或工程水量平衡方程式
水量平衡局部区域可理解为任意给定的空间，如河流、湖泊、冰雪等水体，各大小流域，山区、平原、盆地、农田、灌区、城镇、森林、草场等各种自然土地和土地利用的不同地段。还有按自然和行政划分的区域。它们的区域界线可以是闭合的，也可以是非闭合的。工程系统或具体水工程也可建立水量平衡方程式。区域或工程水量平衡方程式多种多样，下面以引河水灌溉区为例，说明结合具体情况和条件列出相应水量平衡方程式的方法。
一般的河道的水量平衡方程为
Pr+Qir-Qor-Ewr-RGr=ΔQr
式中Pr--降入河道的水量；Qir、Qor--河道上、下游断面流入、流出的水量；Ewr--河道水面蒸发量；RGr--河道与地下水交换量；ΔQr--计算时段始末河道蓄水变量。
15
大多数灌区从河道引水，而灌区内的工业生活废水、灌溉回归水以及山洪等则经过排水沟道排入河道，同时河道与灌区地下水存在水量交换以及蒸发损失。若Qyr为灌区引河水量，Qdr为灌区排入河道水量，这种情况的河道水量平衡方程为
Pr+Qir-Qor-Ewr-RGr-Qyr+Qdr=ΔQr
灌区各耗水类型除消耗河道引水外,还消耗降水、地下水等，而灌区的地下水很大一部分为渠系和灌溉渗漏补给,所以各耗水类型在消耗地下水的同时,实际上间接消耗了河道水。因此,灌区消耗河道水量为
QTh=Qh+αQgw
式中QTh--灌区消耗河道水量；Qh--灌区引河道水净耗量；α--河道水入渗补给地下水量占地下水补给总量的比例；Qgw--灌区消耗的地下水量。
灌区排水系统包括田间排水沟、斗沟、支沟和干沟，为了描述排水沟系统的径流过程，在空间上将研究区域按各排水干沟的排水范围划分为不同的排水区域。为了简化,对于每个排水区域只模拟排水干沟的径流过程，其径流关系为
Qid+Qp-QEw+Qzd+Qsew+Qqt+Qgd=Qod
式中Qid、Qod--排水区域干沟断面进、出水量；Qp--该段干沟的降水量；QEw--该段干沟的水面蒸发量；Qzd--排水区域内各计算单元的地表排水量；Qsew--工业生活污水排放量；Qqt--引水渠系直接退水量；Qgd--排水区域内地下水渗入排水沟的水量。
灌区总水量平衡方程式为
（I+P+R+Q）－(E+D+G)=ΔS1+ΔS2+ΔS3
式中I--灌区渠首引水量；P--灌区降水量；R--灌区外地表水进入量；Q--侧向地下水补给量；E--蒸发蒸腾量；D--排水沟排水量；G--地下水外
16
排量；ΔS1--灌区地表水储量的变化量；ΔS2--灌区地下水储量的变化量；ΔS3--灌区土壤水储量的变化量。
由该例可见，建立水量平衡方程式要先确定平衡研究对象，再围绕对象列举考察时段进入对象的水量和出离对象的水量，进入取正值，出离取负值，两者代数和等于对象的蓄水变量。各水量取相同的量纲单位。至于进入、出离对象的考察单元，一是从方程求解量的需求考虑，一是从测算的可能考虑，理论上也常从研究认识的水平考虑。
J.1.5水文测站分类及水文站网概念
水文测站是在河流上或流域内设立的，按一定技术标准经常收集和提供水文要素的各种水文观测现场的总称。水文测站有多种分类，下面介绍常见的几种分类。
1、按目的和作用分类
（1）基本站。是为综合需要的公用目的，经统一规划而设立的水文测站。基本站应保持相对稳定，在规定的时期内连续进行观测，收集的资料应刊入中华人民共和国水文年鉴或存入国家基本水文数据库。
（2）实验站。是为深入研究某些专门问题而设立的一个或一组水文测站，实验站也可兼作基本站。
（3）专用站。是为特定目的而设立的水文测站，不具备或不完全具备基本站的特点。
（4）辅助站。是为帮助某些基本站正确控制水文情势变化而设立的一个或一组站点。辅助站是基本站的补充，弥补基本站观测资料的不足。计算站网密度时，辅助站一般不参加统计。
2、按观测项目分类
（1）水文站。是设置在河流、渠道和湖泊、水库进出口以测定流量和水位为主的水文测站。根据需要还可测定降水、蒸发、泥沙、水质等有关
17