土壤在径流过程中地下径流的产生作用
当降雨落在陆地表面时，在许多环境中，它首先击中的是植被冠层。这样做的效果是将部分雨水保留在叶片表面，作为截留，并将其余雨水重新分配到地面，作为贯穿/全部和茎流。因此，在地面上，水的供应速率将不再是空间均匀的。在茎或树干的基部可能有局部的集中;可能还有其他地区接受较低强度的投入。
强度的分布落在一个有变量的表面上渗透能力由于土壤性质和初始水分状况的变化。特别是，土壤表面的特性对于控制雨水渗入土壤的量非常重要。然而，在许多环境中，除非土壤已经完全饱和，否则大部分输入的降雨将渗入土壤。它将通过两种途径之一，直接渗入土壤基质，或渗入由于较大结构空隙(裂缝、根槽、动物或昆虫洞穴等)而形成的通道。后者可能非常重要，因为与结构孔隙度相关的较快流速意味着水可以迅速进入土壤，作为优先流动绕过部分土壤基质(例如，Beven和Germann, 1982)。其中一些水将被深层的土壤基质吸收，一些可能在优先流动路径内快速下坡，一些可能迅速垂直移动到当地地下水位。移动速度取决于输入降雨强度、土壤基质的渗透性和初始含水量、土壤的结构特征以及地下水位的深度。然而，从土壤薄片中我们都知道，水在结构路径中的运动可以导致粘土颗粒的运输，这些粘土颗粒沉积在称为皮层的薄层中，然后可以限制水渗入土壤基质并延长优先流动。我们还知道，优先流动对污染物(如农药和除草剂)在径流中的运输很重要，因为这些污染物经常被细小颗粒吸收。
在土壤基质中，水进入未完全饱和的土壤将主要垂直地作为湿润锋发生。湿润锋的传播将再次取决于土壤先前的湿润度、输入强度和基质水力特性。连续土壤基质中的流动通常可以用理查兹方程，这是基于达西定律的不饱和形式。理查兹方程很难在实际水文的一般情况下求解，但现在有很多近似的数值解代码(见第28章)。所有这些求解算法都需要土壤水力特性的规范，这将取决于基质的纹理和有机质含量。
基于成千上万的测量，在容易测量的纹理特征和更难测量的土壤水力特性之间建立了经验关系(参见，例如，Rawls和Brakensiek，
1989)。这些经验回归通常是有用的，但必须谨慎使用。用这种方法得到的估计值有很大的估计误差，而且只能与它们所依据的原始数据一样好。在这种情况下，测量通常基于小的土壤样品，不包括结构孔隙度的任何影响。在任何情况下，用理查兹方程都不能很好地描述优先流动，而且已经证明很难用易于在应用中估计的参数来全面描述优先流动。
对于水在基质和优先流动路径中的运动，一个有用的简单类比是将湿润锋作为运动激波或局部活塞状锋，其中锋的传播速率为c = I/Ad，其中c是锋的速度，/是局部输入强度，Ad是整个锋的水分含量的有效变化。这是一个近似值，只适用于输入速率/不超过土壤在任何深度的入渗能力的情况，但很容易看到波速c随着输入强度的增加而增加，并随着含水量的变化而降低。因此，如果A8很小，要么处于优先流动路径(忽略吸附到基质中的损失)，要么因为土壤基质已经湿润，锋面可能会迅速移动到土壤中。对于低输入强度/，渗透到具有有效高Ad的干燥土壤中，湿润锋的速度可能会非常低。随着地表有效强度的变化，以及不同流道中局部有效AO值的变化，土壤中湿润锋速度的分布也会发生变化。
一些渗入的水将保留在土壤中，然后蒸发或蒸发回大气中(见第26章)，但由暴雨降雨引起的一些湿润可能达到现有的地下水位，或将导致土壤剖面底部饱和，或悬浮饱和带在土壤剖面中渗透率较低的水平面上。润湿或充电将引起反应在饱和区这最终会产生一些地下径流．
继续阅读:饱和区的补给与下坡流动
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