（三）地表水与地下水的转化与平衡
地表水与地下水之间存在着密切的互补关系，在开采地下水的情况下，必然会引起地下水与地表水之间关系发生错综复杂的变化，在上述地下水平衡分析基础上，进一步研究地表水与地下水相互转化与平衡关系，具有重要的意义。
天然情况下流域多年平均水量平衡方程为：
P=Rs Rg Es Eg μ=R E μ (5－53)
降水入渗补给量为：
Pg=Rg Eg μ (5－54)
式中，P为降水量；Rs为地表径流量；Rg为地下径流量（指河川基流）；Es为地表、土壤和植物的蒸散发量； Eg为潜水蒸发量；μ为地下潜流量； R为河川径流量，R=Rs Rg；E为流域总蒸发量E=Es Eg；Pg为降水入渗补给量。
由于开采地下水，上述各水平衡要素均将发生变化。以平原地区为例，地下水开采量V，则地表径流量（Rs）、河道基流量（Rg）、潜水蒸发量（Eg）均要相应地减少，其减少量分别用ΔRs、ΔRg和ΔEg表示；同时由于开采后地下水位要下降，包气带增厚，从而增大降水的入渗量，其增量为ΔPg，相应的包气带中土壤水增加量为ΔEs。因此流域水平衡方程需改写为：
P=(Rs-ΔRs) (Rg-ΔRg) (Es ΔEs) (Eg-ΔEg) V μ (5-55)
而地下水的补给量计算式也需改写为：
Pg′=Pg ΔPg=(Rg-ΔRg) (Eg-ΔEg) V μ (5-56)
经演算简化得：
V=ΔRs ΔRg (ΔEg-ΔEs) (5－57)
ΔPg=ΔRs-ΔEg (5－58)
由此可知，地表水、地下水是水资源的两种存在形式，它们之间互相联系，互相转化，在开发利用地区水资源过程中，如地下水开采多了，必然导致当地地下潜流量与河川基流量减少，甚至引起河流断流，泉水枯竭，济南市有名的趵突泉几度消失枯竭即是具体实例，同样，地表水的大量开发利用，自然亦会影响地下水，使其补给量明显减少，尤其是河流上游地区大规模修建蓄水工程，常常会使下游平原地区地下水资源受到严重影响。在西北内陆地区表现得最为明显，所以，为了合理利用区域水资源，必须对地表水与地下水统筹兼顾，全面考虑。