水量平衡

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和。水量平衡是水文学中最基本的原理之一，通常用水量平衡方程表述：

式中，I为所研究区域在某时段内输入的水量;O和ΔS为相应的输出水量和蓄水变量。水量平衡方程是质量守恒原理在水文学研究中的一种表达形式。水量平衡方程中的输入项和输出项通常指降水量、径流量、蒸发量等，它们称为水量平衡要素。不同的研究区域和研究时段，水量平衡要素的内容和数值不同;研究区域的范围大小（空间尺度）和时间长短（时间尺度）随不同的研究目的可以有很大的差异。例如，在研究中国大陆水资源状况时，需要进行连续多年的水量平衡分析;在研究一次较小范围降雨形成径流的过程时，只要进行数小时或数十小时的水量平衡分析。利用水量平衡方程，可以估计某些未知的水量平衡要素。例如，根据多年平均降雨量和径流量估计多年平均蒸发量等。水量平衡方程和沙量平衡方程、盐量平衡方程、热量平衡方程及水流运动方程相结合，可以求解与水有关的生产和科研问题。

一个地区的水量平衡特点反映了该地区的气候和地理特点。就全球而论，在10°S～10°N地带的水平衡中，降水大于蒸发，表现出热带雨林气候特点;在10°～35°N和10°～40°S地带的水量平衡中，蒸发大于降水，表现出炎热干旱的气候特征。就地区而言，在干旱、半干旱地区的黄河流域水量平衡中，蒸发量占降水量的80%，径流量只占降水量的20%;在温暖湿润的长江流域水量平衡中，蒸发量占降水量的48%，径流量占降水量的52%;在处于印度洋西南气流迎风坡的潮湿多雨的雅鲁藏布江流域水量平衡中，蒸发量只占降水量的32%，而径流量占降水量的68%。就水体而言，在湿润多雨地区的湖泊水量平衡中，主要输入和输出水量是入湖径流量和出湖径流量，而湖面蒸发和降水所占的比例很小;在干旱、半干旱地区的水量平衡中，主要输出水量为湖面蒸发。有些内陆湖甚至没有出湖径流，湖水完全消耗于蒸发。

闭合流域的水量平衡中，输入水量是研究时段内的总降水量（P），输出水量是该时段内的流域总蒸发量（E）和流域出口断面处的总径流量（R），该时段内的流域蓄水变量为ΔS，则闭合流域在该时段内的水量平衡方程为

对多年平均而言， ΔS接近于零，所以闭合流域多年平均水量平衡方程为

式中，

表1所示为世界分区水量平衡，表2为世界各大洲水量平衡，表3为中国水量平衡，表4为中国主要大河流域水量平衡。

表1 世界分区水量平衡

表2 各大洲水量平衡

表3 中国水量平衡

表4 中国主要大河流域水量平衡