喀斯特流域水文結構和流域水文過程不僅受到流域地貌結構的作用，而且隨著流域面積的變化也將產生變異。由於喀斯特流域二元流場的耦合作用，將產生流域水量的不平衡效應，常常使其河流中的實際年徑流量（y實）與流域降水所形成的年徑流量（y本）不相等，而存在壹個流域之間的水量交換值（△u）（汪德麟，1983；楊明德等，1992），即：
y實＝y本±△u
這裏，我們定義交換值△u與流域平均降雨量P之比γ＝△u/P為流域不平衡系數，當流域為盈水流域時，γ為負值；當流域為虧水流域時，γ為正值；當流域為平衡流域時，γ等於零。則可以發現，隨著喀斯特流域面積的增加，流域不平衡系數γ的絕對值逐漸減小，並趨近於零。例如，安順關口河七眼橋喀斯特峰林溶原流域，面積約25km2，其流域不平衡系數γ等於0.26，但當關口河流域匯流面積增大到793km2時（即黃貓村水文站），流域不平衡系數γ已等於零，即為平衡流域。因此，隨著喀斯特流域面積的變化，流域的水文結構和水文功能都會發生改變。同時還可以證明，對於任意壹個喀斯特流域，多年平均年徑流系數α、蒸發系數β和流域不平衡系數γ三者之和等於1，即：
a＋β＋7=1
另外，喀斯特流域空間尺度效應，也與流域喀斯特化地塊分布面積占流域總面積之比有關（此處流域總面積指地表、地下兩流域面積重合與差數之和）。據研究（湯奇成等，1983），壹般喀斯特分布面積占流域總面積的30%以下，流域面積超過3000km2時，喀斯特流域結構的水文效應將逐漸減小，甚至消失（見圖7-5）。這也就是表明喀斯特流域結構的水文效應存在壹個面積比率的臨界值和流域空間尺度臨界值，且這兩個臨界值對於不同的流域地貌類型是有所變化的。
圖7-5 徑流模數比值與集水面積關系
MK—喀斯特地區河流年徑流模數；MC—非喀斯特地區河流年徑流模數；——河流測站（***21站）
表7-1 關口河（七眼橋站）多年平均月徑流系數
對於壹個喀斯特流域，如果我們改變水量平衡計算的時間尺度，則又會看到另壹種水文效應。例如，關口河七眼橋喀斯特小流域，從年徑流平衡計算來看，是壹個虧水流域（見表7-1），但我們又根據水文長觀資料（1966～1980年），則可以看出，年內多年平均月徑流系數的變幅較大，洪水季節的月徑流系數與貴州其他喀斯特地區平衡流域的年徑流系數值（壹般在0.45～0.55之間）較為接近，表明因降雨量和降雨強度較大，絕大部分徑流以地表徑流的形式通過地表水文觀測斷面流出，七眼橋小流域在雨洪季節可近似地視為壹個非閉合型平衡流域，流域年徑流的不平衡效應對暴雨洪峰值的影響較小；而在枯水季節，部分徑流則以地下徑流的形式不通過地表水文觀測斷面流出，從而又表現為壹個非閉合型虧水流域。因此，喀斯特流域二元流場的耦合效應不僅與流域地貌類型和空間尺度有關，而且還與降雨的輸入過程和時間尺度有關。
喀斯特流域空間尺度效應還反映在流域洪峰流量特征值上，因為流域洪峰值的大小，除了與降雨過程和流域地貌類型結構有關外，還與流域的匯水面積大小有關。通常，隨著流域匯水面積的增加，在流域較均勻的降雨下，流域洪峰流量逐漸增大，但隨著流域匯水面積的增大，也可能出現流域洪峰流量反而減小的現象。譬如，1988年9月普定後寨河喀斯特流域降了壹場暴雨，由於上遊為喀斯特峰叢窪地（谷地）結構，地下發育有樹枝狀水道，且有較大的比降，流域地貌面的平均坡度也較大，因而形成陡漲陡落的洪水過程，匯水面積僅5km2的母豬洞峰叢窪地流域出口斷面最大洪峰流量達23m3/s，但隨著流域面積的增大，地貌類型也開始向喀斯特峰林盆地過渡，在下遊匯水面積達76km2的後寨河斷面，最大洪峰流量也低於上遊母豬洞，僅有19.8m3/s，當然，隨著流域面積的進壹步增大，流域最大洪峰流量將會逐漸增加。
又譬如，安順龍宮喀斯特流域，其流域地貌類型的空間分布與普定後寨河喀斯特流域正好相反，上遊是喀斯特峰林盆地，而下遊逐漸從峰林谷地、峰叢谷地向峰叢窪地流域地貌過渡，在地貌上形成了壹個逆向發育的反均衡剖面，從而使其上遊地表河水逐漸向下遊的地下河水轉化，因在這兩種水體的轉化交接地帶，常常又發育有許多坡立谷（梁虹等，1993），產生對上遊洪水的調蓄作用，因此，從上遊到下遊，盡管流域面積逐漸增大，但流域最大洪峰流量還逐漸減小，當然，隨著流域面積的更進壹步增加，流域洪峰流量開始增大。1991年7月龍宮流域降了壹場特大暴雨，上遊喀斯特峰林盆地流域肖沖站控制斷面（匯水面積80.8km2）最大洪峰流量為66m3/s，進入中、下遊坡立谷地帶的隴戛後沖斷面（匯水面積202.6km2）最大洪峰流量為47.1m3/s，油菜河坡立谷出口斷面（匯水面積210km2）最大洪峰流量減小為22.4m3/s，到下遊峰叢窪地流域龍宮地下河出口斷面（匯水面積297km2）最大洪峰流量又上升達49m3/s，以下隨著流域面積的進壹步增加，流域最大洪峰流量也隨之增大。由此可以看出，流域最大洪峰流量除了與降雨有關外，還與流域地貌和流域空間尺度有關。