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水在迴圈過程中的存在和運動的各種形態，例如蒸發、降水、河流和湖泊中的水位漲落、冰情變化、冰川進退、地下水的運動和水質變化等，統稱水文現象。水文現象在各種自然因素和人類活動影響下，在空間分佈或時間變化上都顯得十分複雜。儘管如此，人們經過長期研究，認識到水文現象具有下列特點。

第一，在全球水文迴圈過程中，發生在不同地點不同時間的水文現象並不是各自孤立的，而是在空間上和時間上存在著一定聯絡的。例如，在空間上，一個地區發生洪水或乾旱往往與另一些地區水文現象的異常變化有聯絡；在時間上，今天的水文現象是昨天的水文現象的延續，而明天的水文現象則是在今天的基礎上向前發展的結果。在永無休止的全球水文迴圈過程中，任何地方任何時候出現的水文現象，都是全球水文現象整體中的一部分和在時間長河中的一幕。

第二，水文現象的時間變化過程存在著有周期而又不重複的性質，一般稱為“準週期”性質。例如，潮汐河口的水位存在以半個或一個太陰日（24小時50分）為週期的日變化；河流每年出現水量豐沛的汛期和水量較少的枯季，表現出一年內的季變化；透過長期觀測可以看到，河流、湖泊的水量存在著連續豐水年與連續枯水年的交替，表現出多年變化。形成這種週期變化的基本原因，是地球的公轉和自轉，地球和月球的相對運動，還包括太陽活動如太陽黑子的週期性運動的影響。它們導致太陽輻射的變化和季節的交替，使水文現象也出現相應的週期變化。週期變化反映了水文現象的時間變化過程有確定性的一面。然而，水文現象還受眾多其他因素的影響。這些因素自身在時間上也不斷地變化，並且相互作用和相互影響著。因此，水文現象的週期變化規律並不是十分嚴格的，表現出既有周期又不重複的特點。例如，河流汛期的水量及其變化過程每年並非一樣，河流、湖泊的豐枯水的多年變化週期可以有很大的差異。這種不重複性表明水文現象在時程變化方面存在不確定性的一面。

第三，水文現象在地理分佈上既存在地帶性，又具有區域性變化的特點。例如，東亞地區的年雨量和年徑流量都存在著隨緯度和離海洋距離的增大而自東南向西北逐漸減小的趨勢，形成這種趨勢的原因是各地的氣候條件隨地理位置呈有規律的變化。地帶性反映水文現象在空間變化方面存在確定性的一面。然而，當某些地區下墊面因素呈現出十分明顯的局地性時，水文現象的地帶性規律在這些地區會變得模糊甚至被掩蓋，而表現出局地變化的特徵。例如，岩溶地區的徑流特徵與它周圍地區的徑流特徵往往迥然不同，這種局地變化反映水文現象在空間變化方面也存在不確定性的一面。

值得指出的是，無論在時間上或空間上，水文現象的確定性和不確定性並不是互相排斥的，任何水文現象都同時存在這兩方面的性質。只是當某種情況下，更多地表現出確定性規律，而在另一種情況下，更多地表現不確定性的特點。