水量平衡原理地球上任何圈层或任何地段都是一个开放系统，既有水分的输入，又有水分的输出。
根据质量守恒定律：对于地球上的任何一个地区在任意时段内，收入的水量与支出的水量之差额必然等于该地区在该时段内的蓄水变化量，这就叫水量平衡原理。
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量(△S)，其通式为：I-O=±△S在多水期ΔS为正值，表示蓄水量增加；在少水期△S为负值，表示蓄水量减少；在多年情况下△S为零，表示多年中蓄水量平均起来是保持不变的。
水量平衡是水循环的内在规律，是水循环的定量表达。
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。
通用的水量平衡方程收入水量I=P+E1+R表十R地下（P为区域在给定时段内的降水量；E1为水汽凝结量；R表、R地下分别为在给定时段内地表、地下流入区域内的径流量）支出水量O=E2+R表’+R地下’+q（E2为地表总蒸散发量，R表’、R地下’分别为地表、地下径流流出量，q为研究时段内工农业和生活净用水量)最后得出通用的水量平衡方程为P=(R表一R表’)十(R地下一R地下’)+E+△S+q （E=E2-E1为时段的净蒸发量，△S为时段蓄水变量）在此式的基础上，根据研究对象的不同，可建立各种特定区域或特定水体的水量平衡方程。
（1）全球水量平衡方程：P海+P陆=E海+E陆P全球=E全球（2）海洋水量平衡方程：P海+R=E海大洋年降水量加入海径流量等于大洋年蒸发量（3）陆地水量平衡方程：P陆=E陆+R，即全球陆地降水量大于蒸发量，以径流形式补充海洋(4) 流域多年水平衡方程式为：①闭合流域：P=E+R降入流域的降水量=蒸发量+流出流域河水量在内流河区域，由于内流河最终消失于沙漠区的蒸发和下渗，而无径流注入海洋，则有径流流出量R=0，则在内流域有P=E，即多年平均降水量等于多年平均蒸发量。
②非闭合流域：根据水平衡原理，一条外流河流域内某一段时期的水平衡方程式为：P-E-R=ΔS式中P为流域降水量，E为流域蒸发量，R为流域径流量，ΔS为流域储水变量。
第二节海洋水量平衡方程和陆地水量平衡方程1. 海洋水量平衡方程式若将全球的海洋视为一个完整的研究区，则对于这一研究区，有：P: 降水量R sI: 从地表流入海洋的水量R gI: 从地下流入海洋的水量E: 海水蒸发量而流出海洋的水量以及工农业生产和生活耗水量几乎可以完全忽略不计，因此：R sO=0 R gO=0 q=0对于处在任意时段的全球海洋，有：P+ R+ R gI-E=ΔS 1-5sIOS ∆0o o P R E +-=O P R OE2. 陆地水量平衡方程式前已论及，陆地水循环可分为外流区水循环系统和内流区水循环系统，故在讨论其水量平衡时，当分别叙述之。
1) . 外流区水量平衡方程式对于陆地上的外流区，有：P: 降水量；R sO: 从地表流出的水量；R gO: 从地下流出的水；E: 蒸发量而并无水从地表和地下流入外流区，同时，对工农业生产和生活耗水量忽略不计，因此：R sI=0 R gI=0 q=0对于处在任意时段的外流区，有：P-R sO-R gO-E=ΔS 1-8P-R sO-R gO-E=ΔS在上式中，ΔS为外流区蓄水的变化量+R gO, 以之表示从地表和地下流出外流又令R=RsO区的水量之和，并以英文单词“outflow (外流)”下标“P”、“E”和“ΔS”，便有：P outflow-R-E outflow=ΔS outflow1-9上式即为任意时段内的外流区水量平衡方程。
P outflow -R-E outflow =ΔS outflowΔS outflow 既可为正，也可为负；但若是多年平均，则→0，故有：1-10在上式中，、和分别为外流区多年平均降水量、外流区多年平均流出水量和外流区多年平均蒸发量。
outflow P R outflow E outflowS ∆0outflow outflow P R E --=2). 内流区水量平衡方程式对于陆地上的内流区，有：P: 降水量E: 蒸发量而既无水从地表和地下流入内流区，也无水从地表和地下流出内流区，同时，将工农业生产和生活耗水量忽略不计，因此：R sI=0 R gI=0 R sO=0 R gO=0 q=0对于处在任意时段的内流区，有：P-E=ΔS 1-11inflow S ∆P-E=ΔS在上式中，ΔS 为内流区蓄水的变化量又以英文单词“inflow (内流)”下标“P”、“E”和“ΔS”，便有：P inflow -E inflow =ΔS inflow 1-12上式即为任意时段内的内流区水量平衡方程。
