第1章
理论基础

雨水降落到地面之后，经过一系列的物理过程，最终在流域出口断面形成径流[1,2]。

降落到地面的雨水，在满足下垫面的下渗、凹地填洼和植物枝叶截留后，便沿着坡面向河网汇集，称之为坡面汇流。再由河网向河槽汇集，称之为河网汇流。最后由河槽向流域出口断面汇集，称之为河槽汇流。由于这一切运动都是在地表进行的，所以称之为地表径流。地表径流过程可以用一个微分方程组来表述。

凹地填洼和植物枝叶截留的雨水最终消耗于蒸散发。

渗入到土壤内的雨水，首先进入非饱和带（地下水水面以上，土壤含水量经常发生变化的土壤含水带，又称包气带）。在非饱和带内的水分，一部分停留在非饱和带，最终消耗于蒸散发；一部分进入饱水带（地下水水面以下至不透水层）形成地下径流。渗入到非饱和带中地下水的运动规律，可以用一个微分方程组来表述。

降雨径流的形成过程可以归纳为图1.1及图1.2（实际的径流过程更为复杂，这里作了简化）。

综上所述，在降雨径流形成过程中，非饱和带对降雨起着滞蓄和分配作用。当雨水降落在地面时就要进行一次时空分配，决定这次分配的是降雨强度和下渗能力（充分供水条件下的下渗率）。渗入到土壤中的雨水，首先进入非饱和带，滞蓄在非饱和带的雨水又要进行一次分配，决定这次分配的是土壤含水量和田间持水量（非饱和带土壤中所能保持水分的最大量）。