淡水是生命不可或缺的资源，是陆地表面的雕刻家，是交通工具，是力量的源泉，是毁灭的原因。淡水中含有的溶解盐少于500ppm(0.05%)。它只占地球表面和近地表领域总水量的2.5%，其中的大约68.7%以固态冰的形式存在于冰川中，30.1%以地下水的形式隐藏在地表之下。湖泊、溪流、沼泽、土壤、雪、永久冻土、大气和生物中的淡水仅占1.2%。
地球上大部分的水是咸水，淡水大部分是冰冻的，或在地下
世界上所有的水可以收集在一个直径1300公里的球体中。淡水部分可以收集在一个直径只有275公里的球体中
2.土地排水(Draining the Land)2.1河流的形成在水循环过程中，通过蒸发进入大气的水最终凝结并以雨或雪的形式落回地球表面。其中一些沉淀在陆地表面形成水坑、沼泽、湖泊或雪堆，还有一些沉淀到地下成为土壤孔隙水或地下水。重力使没有下沉到地下或没有在一个固定的物体中积累的水以径流的形式向下移动。
当径流开始流动时，它会形成片状冲积层(sheetwash)，开始侵蚀下部基质。在自然界中，地面并不是完全平坦的，并不是所有的基质都具有相同的抗侵蚀能力。当基质较弱，或水流恰好较快时，流动的水冲刷(向下挖掘)基质，形成一个称为河道的粗糙的凹陷。
河道低于周围的地面，相邻区域向河道弯曲，水流变得更强。在冲刷作用下，河道变得更深，这个过程被称为“下切”。地质学家通常用“溪流”这个词来形容顺着河道而下的水流。通常我们把大的溪流称为河流，把中等的溪流称为小溪。当向下切割使河道变深时，周围的地表开始向河道倾斜，新的支流开始形成，并流入原河道的干流。
除此之外，溪流还能从许多来源获得水，包括融化的冰雪、雨水、土壤水分和泉水(地下水返回地表的出口)。
随着时间的推移，河道可能会通过一种被称为“溯源侵蚀”的过程，在源头或上游开始变长。这一过程之所以会发生，一方面是因为水在河道入口处的汇聚能有效地冲刷河道，另一方面是因为地下水从河流源头的地下渗出，会削弱河床的基质，导致其崩塌进入河道，最终被冲走。
由支流组成的水系最终演变成一条干流。这样的河网可以延伸到一个地区的各个角落，地质学家根据河网的模式识别出几种类型的水系。
看起来就像树上的树枝，它的基底是由具有均匀强度的水平层构成的
2.1.2放射状河网radial network看起来像轮子上的辐条，形成在锥形小山的侧面
2.1.3矩形河网rectangular network渠道沿裂隙分布，并以直角互相交叉
2.1.4格子河网trellis network支流沿着山谷流向横过山脊的干流时，形成了一个格子状的河网
2.1.5平行河网parallel network由沿同一方向沿同一斜坡向下的数条溪流组成的
河网占据的整个区域称为流域。北美最大的流域横跨整个大陆中部地区，为密西西比河提供水源。世界上最大的流域横跨了南美洲北部的大部分地区，为亚马逊河提供水源。将一个流域与另一个流域分开的边界称为分水岭。小的分水岭把山的两边的溪流分开，而最大的分水岭，叫做大陆分水岭。在北美，大陆分水岭将流入太平洋的河流与流入墨西哥湾、大西洋、哈德逊湾的河流分开。
想象两条小溪，大的水流缓慢，小的水流迅速。哪条小溪的水更多？为了回答这个问题，地质学家比较了河流的平均流量。从技术上讲，河流的流量是指在单位时间内通过单位横截面的水量。D = a×v，其中a为河流的横截面积，v为水流向下游移动的平均流速。流的平均流速(v)是很难计算的，因为水流中的水并不都是以相同的流速运动的。
首先，摩擦减慢了水的速度流，即靠近渠道壁或河床的水比水流中间的水移动得慢，流得最快的水是在靠近水面的河道中心。
其次，湍流(流体的旋转)产生漩涡，在漩涡中水流的方向发生变化，水可以逆流而上，甚至沿着圆形路径流动。
河流的平均流量反映了其流域的大小和河流所流经的气候。例如，亚马逊河是世界上平均流量最大的河流，大约每秒210,000立方米。密西西比河流域的面积是亚马逊流域的一半，但是它的流量只有亚马逊流域流量的8%，因为美国中部的雨水比亚马逊雨林少得多。河流的流量沿其长度变化。在湿润地区，下游的流量会增加，因为每一条支流进入河流会增加更多的水；而在干燥地区，下游的流量会减少，因为水渗入地下，蒸发，或者被人带走。流量也随着季节的变化而变化，在冬季积雪融化的春季或雨季，流量往往最大。
并非每条河流都一直有水，地质学家区分了常流河和季节性河流，在旱季，季节性河流的流动可能完全消失，由此产生干河床。温带气候下常流河的河床位于地下水位之下。泉水会从下面注入水，所以即使在不下雨的时候，河道里也会有水。
季节性河流的河道位于地下水位之上，所以只有当水进入河流的速度快于渗入地下的速度时，河流才会流动
在自然界的溪流中，重力会导致水流向下坡，侵蚀地球表面。河流的侵蚀以四种方式发生：
3.1.1冲刷流水带走松散的碎屑，如沙子、卵石或鹅卵石
3.1.2断裂和抬升水流所施加的外力可以折断或抬升水道底部或岩壁上的大块固体岩石
3.1.3磨蚀含沉积物的水的作用就像砂纸一样，在河道的底部和墙壁上造成磨蚀。在湍流产生长周期漩涡的地方，沙子或砾石的磨蚀会在河床上形成一个碗状凹陷，称为坑洞
流水溶解了渠道壁和底上的可溶矿物质，并将溶解的离子带走
侵蚀的效率取决于水流的流速、体积以及它的含沙量。大量快速流动的、湍流的、含沙的水比平静的、清澈的涓涓细流造成的侵蚀更大。因此，在洪水期间，侵蚀发生得更快。
3.2河流如何搬运沉积物？密西西比河河水由于携带有粘土和淤泥呈现为棕色，被称为“大泥水”。河流的输沙量，包括三种成分：溶解物(dissolved load)，由溶液中的离子组成、悬浮物(suspended load)，由微小的(淤泥或粘土大小的)颗粒组成，它们随水旋转而不沉降到河床、推移质(bed load)，由相对较大的碎屑组成，在河床上反弹或滚动。
在描述河流携带沉积物的能力时，地质学家详细说明了河流的能力和容量。河流的能力是指河流所携带的最大颗粒大小，能力强的河流可以携带大颗粒，而能力弱的河流只能携带小颗粒。能力取决于水流的速度，所以湍急的水流比慢的水流更有能力。一条河流的容量是指它所能携带的泥沙总量。河流的容量取决于水流的能力和流量，所以一个大的，快速流动的河流比一个小的，缓慢流动的小溪有更多的容量。
3.3沉积过程当水流流速降低时，水流的能力也随之降低，其含沙量也随之下降。沉积在某一特定位置的碎屑的大小取决于该位置的流速。河流沉积的沉积物称为河流沉积物或冲积物。粗糙的冲积物可以沿着河床堆积成细长的土丘，称为沙洲。在洪水期间，河流可能会漫过河道的两侧或堤岸，漫延到与河流接壤的宽阔平坦的泛滥平原上。摩擦减缓了泛滥平原上的水流，粗粒的冲积物沉淀下来，形成泛滥平原沉积物。当一条溪流流入静止的水体时，水的流速就会减慢，一个楔形沉积物，也就是所谓的三角洲，就会积累起来。
1803年，美国购买了路易斯安那领土，杰弗逊总统要求梅里韦瑟·刘易斯和威廉·克拉克领导一次从圣路易斯到太平洋地区的探险之旅，并绘制一张他们沿途所看到的地图。路易斯和克拉克，以及大约40个人，在密苏里河的出海口开始了他们的探险，在这里，密苏里河与密西西比河汇合。
在这个转折点上，密苏里河是一条宽阔、浑浊的小溪。研究小组发现，在河口附近，河道很深，河水很容易通航。但是，他们越往上游走，旅程就越曲折，因为河流的坡度，变得越来越陡，河流的流量减少。
当刘易斯和克拉克到达北达科他州时，他们不得不放弃原来的船，在湍急的水流中拖着小一些的船前进。到达蒙大拿后，他们也放弃了这些小船，徒步或骑马沿着河岸跋涉，艰难地爬上陡峭的斜坡，直到到达大陆分水岭。
现代地质学家将刘易斯和克拉克所经历的坡度变化用纵剖面图表示出来，纵剖面图将高程绘制在垂直轴上，将到河口的距离绘制在水平轴上。理想河流的纵向轮廓是一个凹凸的曲线，河流往往在其源头附近有陡峭的坡度，而在其河口附近有平缓的坡度。
真实河流的纵向轮廓不是完美的平滑曲线，而是有小的高原和台阶，代表着湖泊或瀑布的中断
河流能下切到的最低海拔是河流的基准面。局部基准面是发生在河网上游位置的基准面。湖泊或水库可以作为当地河流的基准面，在支流与较大支流汇合的地方，较大河流的表面就作为支流的基准面。河网的最终基准面是干流河口处的静止水体。
对于流入海洋的河流，海平面超出了最终的基准面。这样一条河流的表面不可能低于海平面，因为如果低于海平面，这条河流就必须上坡才能入海。