水循環系統是多環節的龐大動态系統，自然界中的水是通過多種路線實現其循環和相變的。

其範圍可由地表向上伸展至大氣對流層頂以上，地表向下可及的深度平均約1000米。

全球性的水循環稱為大循環，由海洋、陸地和一系列大小區域的水循環所組成。

水循環按其發生的空間又可以分為海洋水循環、陸地水循環（包括内陸水循環）。

因此，水循環的尺度大至全球，小至局部地區。從時間上劃分，可以是長時期的平均，也可以是短時段的狀況。

相應的，研究水循環時，研究的區域可大至全球、某一流域，也可小至某一地域内的土壤或地下含水層内的水循環，時間也可長可短。

形成水循環的原因

形成水循環的内因是水在通常環境條件下氣态、液态、固态易于轉化的特性，外因是太陽輻射和重力作用，為水循環提供了水的物理狀态變化和運動的能量。

地球上的水分布廣泛，貯量巨大，是水循環的物質基礎。

由于地球上太陽輻射的強度不均勻，不同地區的水循環的情況也就不相同。如在赤道地區太陽輻射強度大，降水量一般比中緯地區多，尤其比高緯地區多。

影響水循環的因素

自然因素主要有氣象條件(大氣環流、風向、風速、溫度、濕度等)和地理條件(地形、地質、土壤、植被等)。人為因素對水循環也有直接或間接的影響。

人類生産和消費活動排出的污染物通過不同的途徑進入水循環。礦物燃料燃燒産生并排入大氣的二氧化硫和氮氧化物，進入水循環能形成酸雨，從而把大氣污染轉變為地面水和土壤的污染。大氣中的顆粒物也可通過降水等過程返回地面。土壤和固體廢物受降水的沖洗、淋溶等作用，其中的有害物質通過徑流、滲透等途徑，參加水循環而遷移擴散。人類排放的工業廢水和生活污水，使地表水或地下水受到污染，最終使海洋受到污染。

水在循環過程中，沿途挾帶的各種有害物質，可由于水的稀釋擴散，降低濃度而無害化，這是水的自淨作用。但也可能由于水的流動交換而遷移，造成其他地區或更大範圍的污染。

地理意義

水循環的地理意義有五方面：

①水在水循環這個龐大的系統中不斷運動、轉化，使水資源不斷更新。

②水循環維護全球水的動态平衡。

③水循環進行能量交換和物質轉移。陸地徑流向海洋源源不斷地輸送泥沙、有機物和鹽類；對地表太陽輻射吸收、轉化、傳輸，緩解不同緯度間熱量收支不平衡的矛盾。

④造成侵蝕、搬運、堆積等外力作用，不斷塑造地表形态。

⑤水循環可以對土壤的優質産生影響。

水量平衡方程式 水量平衡方程式可由水量的收支情況來制定。系統中輸入的水(I)與輸出的水(O)之差就是該系統内的蓄水量(△S)，其通式為：I-O=±△S按系統的空間尺度，大可到全球，小至一個區域；也可從大氣層到地下水的任何層次，均可根據通式寫出不同的水量平衡方程式。

大氣系統，其水量平衡方程式為：Ai- E-P=±△A 式中Ai和 分别為大氣層中除降水與蒸發以外的其他收入水量和支出水量；P和E分别為降水量和蒸發量;△A為大氣系統中的蓄水量。

流域系統，其水量平衡方程式為：

P-R-E=±△S 式中流域蓄水量 (△S)為降水量(P)減去流量(R)和蒸發量(E)之差。

土壤系統，其水量平衡方程式為：P Cm-R Si--E=±△W

式中Cm為土壤中的凝結水,Si為由地下水和壤中流形式進入土壤層的水；為由土壤層向下滲入地下水和壤中流形式流出土壤層的水；△W為土壤層中的蓄水量。

地下水系統，其水量平衡方程式為：αP Ui--Eu=±△U

式中 α為地下水的降水入滲補給系數；Eu為地下水上升經土壤到地面後的蒸發量；Ui為地下流入系統的水量；為地下流出系統的水量；△U為地下的蓄水量。

水循環的數量表示在給定任意尺度的時域空間中，水的運動（包括相變）有連續性，在數量上保持着收支平衡。平衡的基本原理是質量守恒定律。水量平衡是水文現象和水文過程分析研究的基礎，也是水資源數量和質量計算及評價的依據。

水量平衡可與能量平衡結合起來進行研究，即水熱平衡的研究。它是現代自然地理學物質與能量交換研究的主要内容之一。水量平衡各要素組合特征（它們的數量和對比關系）構成地理地帶劃分的物理背景，常用以劃分地理區域。因受人類活動影響而出現一系列的環境問題，多數與人們改變了水量平衡有關。

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