2.3 水量平衡
2.3.1 地球上的水量平衡
根据物质不灭定律可知，在水循环过程中，对于任一区域，在任一时段内，进入的水量和输出的水量之差额必等于其蓄水量的变量，这就是水量平衡原理。根据水量平衡原理，可以列出水量平衡方程。水循环过程中水量平衡方程的基本因素为降水量和蒸发量。地表和地下径流量以及地表地下蓄水量的变量，也是水量平衡方程中经常要考虑的因素。
对某一区域，其水量平衡方程式为
式中：I、O为给定时段内输入、输出该区域的总水量，mm；ΔS为时段内区域蓄水量的变量，可正可负，mm。
式（2.1）为水量平衡方程的通用式，对不同的研究对象需具体分析其输入、输出量的组成，写出相应的水量平衡方程式。
若以地球的整个大陆作为研究范围，则水量平衡方程式为
若以海洋为研究对象，则水量平衡方程式为
式中：PC、P0为大陆、海洋上的降水量，mm；EC、E0为大陆、海洋上的蒸发量，mm；R为流入海洋的径流量（包括地表和地下径流量），mm；ΔSC、ΔS0为大陆、海洋上研究时段内蓄水量的变量，mm。
对于长期平均情况而言，蓄水量的变量趋于零，可不考虑。对于大陆多年平均情况，其水量平衡方程可改写为
对于海洋多年平均情况，其水量平衡方程可改写为
式中：
为从大陆流入海洋的多年平均年径流量，mm；
为大陆多年平均降水量，mm；
为大陆多年平均蒸发量，mm；
为海洋多年平均蒸发量，mm；
为海洋多年平均降水量，mm。
将以上两式合并，即得多年平均全球水量平衡方程为
式（2.7）表明，全球多年平均降水量
和多年平均蒸发量
相等。
2.3.2 区域水量平衡
水资源的分析计算是针对某特定区域而言，需要研究区域内降水、蒸发、地表水、地下水之间的转化关系。
对某时段（年、月），区域的水量平衡方程如下：
式中：P为降水量，mm；R为河川径流量，mm；E为蒸散发总量，mm；Ug为地下潜流量，mm；ΔV为区域内调蓄量总和，mm。
对于多年平均情况，由于
，则有：
区域水资源量为
区域内由于地表水与地下水补给有重复现象，估算水资源量时，对地表水和地下水既要分项计算，又要计算重复水量，所以，区域水资源量计算式一般形式为
式中：
为区域多年平均年水资源量，mm；
为区域多年平均年河川径流量，mm；
为区域多年平均年地下水总补给量，mm；
为重复水量，mm。