地表之上的大氣中的水汽來自地球表面各種水體水面的蒸發、土壤蒸發及植物散發，並藉助空氣的垂直交換向上輸送。一般來說，空氣中的水汽含量隨高度的增大而減少。觀測證明，在1500～2000米高度上，空氣中的水汽含量已減少為地面的1／2；在5000米高度，減少為地面的1／10；再向上，水汽含量就更少了，水汽最高可達平流層頂部，高度約55000米。大氣水在7千米以內總量約有12900立方千米，摺合成水深約為25毫米，僅佔地球總水量的0.001％。雖然數量不多，但活動能力卻很強，是雲、雨、雪、雹、霰、雷、閃電的根源。
地表之下儲存於地殼約10千米範圍含水層中的重力水，稱為地下水。由於全球各地的地質構造、岩石條件等變化複雜，很難對地下水儲量作出精確估算。從已發表的研究成果來看，儲量大小之間可差一個數量級。現根據前蘇聯學者1974年所發表的研究成果，從地面至深達2千米的地殼內，地下水總儲量為2340萬立方千米。
土壤水是指儲存於地表最上部約2米厚土層內的水。據調查土層的平均溼度為10％，相當於含水深度為0.2米，如果以陸地上土層覆蓋總面積8千萬平方千米計算，那麼土壤水的儲量為16500立方千米。地球表面生物體內的貯水量約為1120立方千米。
降水落在地表後，除了滿足下滲、蒸發、截蓄等損失外，多餘的水量即以地面徑流的形式彙集成小的溪澗，再由許多溪澗彙集成江河。暴雨常常造成洪水，山洪、泥石流，給人民生命財產造成了很大危害。滲入土壤和岩石中的水分，大部分成為了地下水，貯存於地下岩石的空隙、裂縫和岩溶之中，並以地下徑流的形式，非常緩慢地流向低處或直接進入河谷，或溢位成泉，逐漸匯入江河湖泊，參與自然界的水分迴圈。由於降水是形成地表水和地下水的主要來源，所以把大氣降水、地表水和地下水統稱為三水。三水轉換關係就是指大氣降水、地表水和地下水之間，由於水的迴圈和流動性引起的單向或雙向補給的轉換關係，這種轉換關係稱為三水轉換關係。
地表之上的大氣中的水汽來自地球表面各種水體水面的蒸發、土壤蒸發及植物散發，並藉助空氣的垂直交換向上輸送。一般來說，空氣中的水汽含量隨高度的增大而減少。觀測證明，在1500～2000米高度上，空氣中的水汽含量已減少為地面的1／2；在5000米高度，減少為地面的1／10；再向上，水汽含量就更少了，水汽最高可達平流層頂部，高度約55000米。大氣水在7千米以內總量約有12900立方千米，摺合成水深約為25毫米，僅佔地球總水量的0.001％。雖然數量不多，但活動能力卻很強，是雲、雨、雪、雹、霰、雷、閃電的根源。
地表之下儲存於地殼約10千米範圍含水層中的重力水，稱為地下水。由於全球各地的地質構造、岩石條件等變化複雜，很難對地下水儲量作出精確估算。從已發表的研究成果來看，儲量大小之間可差一個數量級。現根據前蘇聯學者1974年所發表的研究成果，從地面至深達2千米的地殼內，地下水總儲量為2340萬立方千米。
土壤水是指儲存於地表最上部約2米厚土層內的水。據調查土層的平均溼度為10％，相當於含水深度為0.2米，如果以陸地上土層覆蓋總面積8千萬平方千米計算，那麼土壤水的儲量為16500立方千米。地球表面生物體內的貯水量約為1120立方千米。
降水落在地表後，除了滿足下滲、蒸發、截蓄等損失外，多餘的水量即以地面徑流的形式彙集成小的溪澗，再由許多溪澗彙集成江河。暴雨常常造成洪水，山洪、泥石流，給人民生命財產造成了很大危害。滲入土壤和岩石中的水分，大部分成為了地下水，貯存於地下岩石的空隙、裂縫和岩溶之中，並以地下徑流的形式，非常緩慢地流向低處或直接進入河谷，或溢位成泉，逐漸匯入江河湖泊，參與自然界的水分迴圈。由於降水是形成地表水和地下水的主要來源，所以把大氣降水、地表水和地下水統稱為三水。三水轉換關係就是指大氣降水、地表水和地下水之間，由於水的迴圈和流動性引起的單向或雙向補給的轉換關係，這種轉換關係稱為三水轉換關係。