水文学原理整理
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绪论一、水文学简史英文Hydrology，来源于拉丁语，“水的知识”。
经历了四个发展时期：1. 萌芽期（公元1600年之前）2. 奠基时期（公元1600-1900年）3. 实践时期（1900-1950年）4. 现代化时期（1950年- ）一、水文现象的基本特点1.时程变化上的周期性与随机性2.空间变化上的相似性与特殊性二、水文现象的研究方法成因分析法以质量守恒、能量(动量)守恒等定理为基础，揭示水文现象运动变化的机理、规律。
数理统计法水文现象具有随机性，从而以概率理论为基础，研究水文现象特征值的统计规律。
地理综合法水文现象具有地区性，从而通过建立地区经验公式、绘制各种特征值等值线图，揭示水文特征值的地区规律。
水文循环水文循环的原因（外因、内因）水的不断蒸发、输送、凝结、降落、产流、汇流的往复循环过程大循环和小循环大循环：海洋→大气→大陆→海洋（纵向+横向）小循环：海洋→大气→海洋（海洋小循环）大陆→大气→大陆（内陆小循环）水文循环的规律1)海洋的蒸发量多于降水量；2)大陆的降水量多于蒸发量；3)大陆外流区输入水汽量与输出水量基本平衡；4)大陆内流区降水量与蒸发量基本相等。
水文循环的作用和意义1、调节气候；2、塑造了地球表面；3、形成了巨大的水利资源；4、形成一切水文现象。
水资源问题➢原因1)水资源量时空分布不均匀；2)水资源分布与人口、耕地分布不相适应；3)水环境污染；4)水资源浪费。
➢对策1)时间和空间上的合理调配；2)积极开展水污染防治；3)节约用水。
9流域和水系分水线：使雨水分别汇集到两条不同的河流，起着分水作用的地形，是流域的边界线。
流域：汇集地面水和地下水由分水线所包围的区域。
河网密度流域单元面积内干支流长度流域的地形起伏特征1. 河流的落差和比降2. 流域平均坡度3. 流域面积～高程曲线流域自然地理及下垫面情况1. 流域地理位置2. 流域的土壤岩石性质和地质构造3. 流域植被率4. 流域湖泊率、沼泽率降水水分以各种形式从大气到达地面统称降水。
海南省考研水文与水资源工程复习资料水文学基本原理归纳
海南省考研水文与水资源工程复习资料水文学基本原理归纳水文学作为水资源工程的基础学科，在海南省考研水文与水资源工程复习中扮演着重要的角色。
下面将对水文学基本原理进行归纳，以便于复习时能够更好地理解和应用相关知识。
一、水文学概述水文学是研究水文现象和水文过程的学科，研究内容主要包括水文观测、水文数据分析、水文模拟和水文预测等方面。
水文学的主要任务是对水文过程的发生规律进行揭示，以便为水资源开发利用、防洪减灾和生态环境保护等提供科学依据。
二、水文循环1. 蒸发和蒸腾：水体受热后发生变为水蒸气的现象称为蒸发，而植物体内的水分变为气态的过程称为蒸腾。
蒸发和蒸腾是水循环过程中水从地表向大气的转换。
2. 降水：大气中的水蒸气在适当的条件下凝结为液态水或固态水颗粒并落到地表的现象称为降水。
降水是水循环过程中水从大气向地表的转换。
3. 地表径流：地表径流是指当降水超过地表土壤和植被的蓄水能力时，多余的降水在地表形成流水流向河流、湖泊等水体的过程。
4. 地下径流：地下径流是指降水渗入地表后向地下渗透，并在地下水层中流动的过程。
它是补给地表水和补给地下水的重要途径之一。
三、水文循环的特点1. 时间和空间的不均衡性：降水和蒸发蒸腾在时间和空间上存在着明显的不均衡性，不同季节和不同地区的水文过程差异较大。
2. 季节性变化：水文过程在不同季节呈现出不同的特点。
雨季时，降水量较大，地表径流增加；旱季时，蒸发蒸腾增加，地表径流减少。
3. 年际和年代际变化：水文过程还受到气候变化等自然因素的影响，表现出年际和年代际的变化特点。
四、水文数据的分析与应用水文数据是进行水文学研究和水文预测的基础。
根据数据性质的不同，水文数据可以分为观测数据和降水数据。
观测数据包括水位观测、径流观测等，降水数据则是指降水量的观测数据。
利用水文数据进行分析可以得到以下结果：1. 确定流域水文特征：通过对水文数据的分析，可以确定流域的水文特征，如流域的平均径流系数、年内径流分配等。
(完整版)水文学原理考点
水文学原理考试要点第一章绪论1、水文现象的特点：1.时程上的周期性和随机性。
2.地区上的相似性和特殊性。
第二章河流与流域1、概念：流域：汇集到地面水流和地下水流的区域称为流域流域面积：指河口断面以上地面分水线包围的面积水系：由干流及其全部支流组成的脉络相通的网状系统闭合流域：当流域的地面、地下水分数线重合，河流下切比较深，流域上降水产生的地面、地下水流能够全部经过流域出口断面时称为闭合流域。
非闭合流域：由于地面、地下分水线不一致，或者因喝到下切过浅，流域出口断面流出的水流并非完全是由流域上降水产生的水流时。
第三章水文循环与水量平衡1、水文循环的概念：水圈中的各种水体在太阳辐射和地球引力的作用下，通过这种不断蒸发、水汽输送、凝结、降落、下渗和径流等形式的往复循环过程。
水文循环的主要环节：蒸发、水汽输送、凝结、降落、下渗和径流2、水文循环的分类：大循环、小循环、微循环3、水量平衡原理：对任何区域（或水体）、在任一时段内，其输入的水量和输出的水量只差等于其需水量的变化量并会应用水量平衡原理进行相关计算。
第四章降水1、降水的成因分类：1。
锋面雨2。
气旋雨3。
对流雨4.地形雨降水三要素：一点（或面上）的降雨量、降水历时与降水强度2、降水强度过程线：累积降雨过程线3、流域面平均降水量的计算方法，并比较几种常用的基本方法（算术平均法、泰森多边形法、等雨量线法、距离平方倒数法）的优缺点；4、掌握泰森多边形法计算流域面平均降水量。
第五章土壤水1、土壤水的分类：吸湿水、薄膜水、毛管水、重力水2、土壤水分常数：1.土壤水分常数用来表征土壤水分形态和运动特征。
2.不同形态的水反映了土壤不同的持水量，这种关系通常用一些土壤含水量的特征数值来表示。
3、土水势的总势：总水势只有大小无方向，而而水势梯度则是向量，总水势增加的方向为正，每种物质都要力图达到与其周围平衡的趋势，因此，水总是从总水势高的地方流向总水势低的地方，且水流运动的方向总是与水势梯度的方向相反。
水文学原理
CM
A 小。 4
10
解：对A ψg= 10cm, ψp= 2cm, Φ=12cm
对B —B V= - 3×10-8 × （6-12）/10 =1.8 × 10-8m/s
B
三 非饱和土壤水运动的基本方程 l 非饱和水流的运动方程
V =−K(θ)dΦ ds
0
19
20
29
36
(H2O)2 41
58
59
50
51
(H2O)3 59
23
21
21
13
HH O
-+ -
+
O H O H H 液态水的闪动簇团模型
H HH
O
O H
H O
O
HO
H
H
OHO
H
HO
H H
H
H
H OH
H
O
H
H HO
H O
HH O
HH O H
H
HH O
OH
O
H
O H
HH
O
O H
H H OH
OH
海水密度的表示方法
水
水
量
量
湿润带
l 饱和带 l 水分传递带 l 湿润带 l 湿润锋
湿润锋
第二节 非饱和下渗理论
忽略重力作用的下渗 （一） 设D（θ）= D = 常数
f = (θ 0 − θ i )
D πt
（二） 设D为含水量θ的函数
f = 1 St 2 2
第三节 饱和下渗理论
一 基本假定 1. 水分分布带是完全饱和的。 2. 下渗锋面与下层土壤含水量具有明显
降水主要是降雨和降雪，其它形式 的降水还有露、霜、雹等。
水文学原理
名词解释：1 下渗容量分配曲线：以地面下渗容量fp为纵坐标，以小于等于该地面下渗容量所占的流域面积比重为横坐标，则所得的曲线称为流域下渗容量分配曲线。
2 流域蓄水容量曲线：以包气带达到田间持水量时的土壤含水量w’m为纵坐标，以小于等于该W’m所占的流域面积比重a为横坐标，则所得到的曲线称为流域蓄水容量曲线。
3 最大流域汇流时间：流域中最长路径的水质点流到出口断面的时间。
4平均流域汇流时间：5 等流时线：是在流域上勾绘的一组等值线，每条等值线上各点的水质点，将同时到达出流断面。
两条等流时线间的面积称为等流时面积6 等流时面积：是在流域上勾绘的一组等值线，每条等值线上各点的水质点，将同时到达出流断面。
两条等流时线间的面积称为等流时面积7 流域面积：在地形图上定出流域（地面）分水线，然后量出它所包围的面积。
8 最大吸湿量：9 田间持水量：毛管悬着水达到最大时的土壤含水率称为田间持水量。
10 下渗容量：当土壤表面水分供应充足时，此时的下渗率称为下渗能力，下渗能力也称下渗容量。
11 下渗曲线：是干燥土壤在充分供水条件下流域下渗能力过程线。
12 特征河长：就是使下断面由水位引起的∆Q正好与由附加比降引起的∆Q抵消时的河长。
13 流域瞬时单位线：14 流域单位线：在给定的流域下，单位时段内均匀分布的单位地面（直接）净雨量，在流域出口断面形成的地面（直接）径流过程线，称为单位线。
15 径流系数：任意时段内径流深度R与同时段内降水深度P之比。
公式α=R/P简答：1、下渗过程中土壤水分剖面的变化如何？2、超渗地面径流的产流面积变化有何特点？（1）随着降雨历时的增加，产流面积有时增大，有时减小（2）产流面积的大小与降雨强度和初始土壤含水量有关；（3）一次降雨过程中，全流域超渗产流与局部流域超渗产流可能是交替出现的。
3、蓄满产流的产流面积变化有何特点？当W0=0时：（1）随着降雨量的不断增加，产流面积不断增大。
（2）产流面积的变化与降雨强度无关。
(完整word)水文学原理
水文学原理•名词解释1、水文大循环和小循环：水文循环:地球上的水在太阳辐射和重力作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗及径流等环节，进行的周而复始的地理位置和物理形态的变换的运动过程。
水的三态转化特性是水文循环的内因，太阳辐射和重力作用是外因或动力。
1）水文大循环是发生于全球海洋与陆地之间的水分子交换过程。
由海洋上蒸发的水汽，被汽流带到大陆上空，遇冷凝结而形成降水.降水至地面后,一部分蒸发直接返回空中,其余部分都经地面和地下注入海洋。
2）水文小循环是指陆地上的水分经蒸发、凝结作用又降落到陆地上，或海洋面蒸发的水汽在空中凝结后，又以降水形式降落在海洋中。
前者可称为内陆小循环，后者称海洋小循环。
2、水量平衡：是指任意选择的区域（或水体），在任意时段内，其收入的水量与支出的水量之差必等于该时段区域（或水体)内蓄水的变化量，即水在循环过程中,总体上水量是平衡的。
3、流域蒸发能力：是指充分供水条件下的流域日均总蒸发量。
4、田间持水量：土壤中所能保持的分子水和毛管悬着水的最大量5、凋萎系数：植物无法从土壤中吸收水而开始凋萎枯死时的土壤含水量6、水系: 在河流运动过程中，逐渐由小溪、小河集成大河，这样便构成脉胳相通的河流系统。
7、流域形状系数：是流域分水线的实际长度与流域同面积园的周长之比，R=A/L2R:形状系数, A：流域面积（km2）；L:流域长度(km)R值小，流域呈长形,流域水流变化缓和；反之，则水流变化剧烈.8、径流模数: 指流域出口断面流量与流域面积的比值。
M＝Q/F ，m3/s·km29、水质：水体质量的简称。
水分子H2O，化学成分复杂，水中有80多种化学元素.水中有8大离子：K+、Na+、Ca+、Mg+、Cl—、SO42—、HCO3—、CO32-10、最小值定律：植物生长取决于外界给它的所需养分中数量最少的一种.11、输沙率:单位时间内通过断面的泥沙含量.Q s=QP ,Q s－悬沙输沙率(kg/s）；Q－流量（m3/s）；P－断面平均含沙量（kg/m3）12、流域蓄水容量曲线:如果把全流域按蓄水容量大小划分成许多小块，然后把蓄水容量由小到大进行排列，并和其相应的面积（%)绘在一张图上，纵坐标是蓄水容量Wm’,横坐标是小于或等于蓄水容量Wm的各小块面积之和F0占全流域面积F的百分数（F0/F）、点绘的Wm’~F0/F关系曲线，称流域蓄水容量曲线。
水文学原理与应用
水文学原理与应用水文学是研究水文现象及其规律的一门科学。
它主要研究水文循环、水文过程、水文特性、水文数据的收集、分析和应用等方面的内容。
水文学与水力学、水资源学、环境水文学等学科紧密相关，是保障水资源合理利用和环境保护的重要基础。
一、水文学基本原理1、水文循环原理水文循环是指地球上水在不同形态之间不断转化的过程，包括蒸发、降水、地下水渗漏、径流、蒸散等。
水文循环对于水文学的研究至关重要。
2、水文过程原理水文学将水文过程分为几个不同的阶段，包括降雨、入渗、蓄水、径流、蒸发和蒸散等。
每个阶段的特征不同，需要采取不同的措施来管控。
3、水文特性原理水文特性是指水体在不同时间、空间和水量条件下表现出的性质和特点。
水文特性是不同水文参数（如水位、流量、速度等）的重要指标，反映了水体的变化趋势和状态。
二、水文学的应用领域1、水资源开发和利用水文学提供了水资源的定量分析和预测，能够为水资源的合理利用提供依据。
水文学在水库、水电站、灌区等方面具有广泛的应用。
2、水文灾害研究和预报水文学研究洪水、干旱、地质灾害等水文灾害，提供预报和预警服务，为灾害防治和抢险救援提供科学依据。
3、环境水文学研究水文学在环境保护领域具有重要的作用，能够协助制定环保标准和保护措施，提供水环境评估和监测数据，为环保科学评估提供依据。
三、水文学数据的收集和处理水文学需要大量准确的数据来支持研究，包括气象数据、水文数据、地形数据、水文观测数据等。
这些数据需要精确地测量和记录，再经过处理、分析和建模，才能揭示水文现象和规律。
四、水文模型在水文学中的应用水文模型是通过模拟水文过程、模拟流域水循环和水文特性，为水文学提供辅助决策和预测的工具。
研究人员可以依据实际情况，选择不同的水文模型来分析和预测水文数据和水文特性变化。
总之，水文学的研究和应用对于水资源的合理利用、水环境的保护以及灾害防治等方面都具有重要的作用。
未来将有更多的技术手段应用到水文学中，以支持水资源管理的科学化、系统化和精细化。
水文学原理 复习资料 (第二章)
水文学原理复习资料第一章绪论 (略)第二章水文循环与水量平衡1.水文循环: 水文循环是地球上的一个重要的自然过程，它通过降水、蒸散发、下渗、地面径流和地下径流等环节，将大气圈、水圈、岩石圈与生物圈联系起来，并与他们之间进行着水量和能量的交换。
2.水文现象：水圈中的水主要受太阳辐射和地心引力的作用而不停的运动，主要表现形式可概括为降水、蒸发、径流和下渗四大类型，统称水文现象。
3.水量平衡的原理（基于质量守恒和物质不灭定律）水量平衡原理：根据物质不灭定律，在水文循环过程中，对任一区域（或水体）、任一时段内输入水量与输出水量之差等于其蓄水量变化量。
根据该原理可写出某一区域或水体任一时段△t内的水量平衡方程：I-O =△W = W1 – W2 式中：I为给定时段△t内输入水量；O为给定时段内△t输出水量；W1、W2分别为时段△t初、末蓄水量；△W为时段△t内蓄水量的变化量，△W = W1– W2，△W＞0，蓄水量增加;△W=0，蓄水量不变；△W＞0，蓄水量减少4.流域水量平衡时段为△t的流域水量平衡方程式为：(通用水量平衡方程式)P + R s I + R g I-(E + R s O + R gO + q)= △W 式中：P为时段△t内流域上的降水量；R s I为时段△t内的流入流域的地表径流量；R g I为时段△t内的流入流域的地下径流量；E为时段△t 内流域上的蒸发量；R s O为时段△t内流出流域的地表径流量；R g O为时段△t内流出流域的地下径流量；q为时段△t内流域的用水量；△W为时段△t内流域的蓄水变化量。
上式为流域水量平衡方程的一般形式。
如果流域为闭合流域，且用水量很小，即q≈0，则上式可写成简单的形式P – E – R = △W式中：Ｒ为时段内流出流域的地下、地面径流之和。
同样，还可以写出多年平均情况下闭合流域水量平衡方程Ｐˉ＝Ｅˉ＋Ｒˉ式中：Ｐˉ为流域多年平均年降水量；Ｅˉ为流域多年平均蒸发量；Ｒˉ为流域多年平均年径流量。
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1、全球发生水文循环的主要原因：
内因：水的“三态”变化；
外因：地心引力、太阳辐射。
2、水文循环的影响因素：
①气象因素；
②自然地理条件；
③地理位置；
④人类活动。
3、我国水文的循环路径：
①太平洋水文循环；
②印度洋水文循环；
③内陆水文循环；
④北冰洋水文循环；
⑤鄂霍次克海水文循环。
4、地球上的地理圈层：大气圈、水圈、岩石圈、生物圈。
5、人类活动对水文循环和水量平衡的影响：
1）水文循环中的两个重要环节：①空中水汽输送（间接影响）；②地面径流（直接影响）。
人类活动不仅该表了水循环过程中的数量，也改变了水的质量，即水的物理化学性质。
2）水利工程影响。
3）跨流域的调水工程。
6、水系特征：
①羽状水系：对应的暴雨洪水过程较平缓，洪水历时长。
②扇形水系：汇流时间短，洪水表现为陡涨陡落，洪水历时短。
③混合水系：介于两者之间。
7、降水要素：降水量；降水历时；降水强度；降水面积；暴雨中心。
8、降水表示方法：降水过程线；降水累计曲线；等雨量线；降水特性综合曲线（a.雨强-历时曲线；b.降雨深-面积关系曲线；c.降雨深与面积和历时关系曲线）。
9、降雨三要素：水汽、上升运动、冷却凝结。
10、影响降雨的因素：
①地理位置；
②气旋，台风路径等气象因子；
③地形的影响；
④森林对降雨的影响；
⑤水体对降雨的影响；
⑥人类活动对降雨的影响；
11、流域面平均降雨量的计算：
①算术平均法：流域内各雨量站同期的降雨量相加，再除以雨量站数量后得到的值。
适用流域面积不大，地形起伏较小，雨量站分布均匀。
②泰森多边形法（垂直平分法）：适用于雨量站分布不均匀的地区所控制的面积在不同的降水过程中视作固定不变，且假设站与站之间的雨量呈线性变化，与实际不符。
③等雨量线法：根据各雨量站同时段观测的雨量绘制等雨量线，再确定出各相邻等雨量线之间的面积，利用公式算该时段的流域平均降雨量。
考虑了降水在空间上的分布情况，理论较充分。
缺点是对雨量站数量和代表性要求较高；每计算一个平均降雨量值必须绘制相应的等雨量线图，并计算相邻等雨量线的面积及其权重，工作量大。
12、我国降水的时空分布特征：
①年降水量的地区分布不均。
由东南向西北降水量递减（受夏季季风影响）。
②降水量的年际变化。
南方较小，北方较大。
③降水的年内分配。
除个别地区，我国大部分地区降水的年内分配很不均匀。
冬季，我国大陆受西伯利亚干冷气团的控制，气候寒冷，雨雪较少。
春暖以后，雨带不断北移，进入夏季，全国大部分地区都处于雨季。
我国气候具有雨热同期的显著特点。
秋季，随夏季风迅速南撤，天气很快变凉，雨季也告终。
13、新疆降雨分布：西部多于东部；北疆多于南疆。
14、土壤水分常数：最大吸湿水；最大分子持水量；凋萎系数；田间持水量；毛管断裂含水率；饱和含水率。
15、下渗三个阶段：渗润阶段（分子力）；渗漏阶段（毛管力）；渗透阶段（重力）。
16、影响下渗的因素有哪些：
①土壤特性：主要取决于土壤的透水性能及土壤的前期含水量。
其中透水性能又和土壤的质地、孔隙的多少与大小有关。
②降雨特性：降雨特性包括降雨强度、降雨历时、降雨的时程分配及降雨的空间分布等。
强度大，则下渗强度大；下渗历时长，则下渗总量大。
③地形、植被：通常有制备的地区，由于植被及地面上枯枝落叶具有滞水的作用，在一定程度上增加了下渗时间，从而减少了地表径流，增大了下渗量。
地面起伏、切割程度不同，会影响地面漫流的速度和汇流的时间，进而影响到下渗。
④人类活动：既有增大下渗的一面，也有抑制下渗的一面。
17、影响水面蒸发的因素：
①物体表面以上的气象条件（太阳辐射、温度、湿度、水汽压差、风速）；②物体自身因素（水面面积、水深）。
18、土壤蒸发的三个阶段：稳定蒸发阶段；蒸发强度随含水率降低的阶段；水汽扩散阶段、
19、影响土壤蒸发的因素：
①土壤含水量状况；②土壤孔隙性；③温度梯度；④地下水埋深。
20、影响植物散发的因素：
①气象条件；②土壤含水率；③植物条件。
21、水情要素：水位、流速、流量。
22、影响河流水位变化的因素：
①河流水量变化；②河流冲淤变化；③潮汐变化；④人类活动影响。
23、径流表示方法：
①流量；②径流量；③径流深；④径流模数。
24、洪水过程线三个特征点：
①洪峰流量；②起涨点；③地表径流退水终止点。
25、对于单一洪水波，任意断面上洪水波的最大特征值出现次序是：最大比降—最大流速—最大流量—最高水位。
26、包气带在产流中的作用。
包气带是指地下水面以上土壤的含水带，它是由水、土、气三相物质组成的一个非饱和水分带。
其厚度大小与地理位置及地下水埋藏深度有关。
作用：包气带是一个由不同土壤构成的孔介质蓄水体，它以其本身具有吸水、持水、输水及蒸发等特性，对降雨起着在空间上的分配作用，并通过包气带的下渗能力和缺水量，直接影响径流的形成。
对降雨的第一次分配—发生在土壤的表面。
决定因素：土壤的下渗能力f与降雨强度i。
当i<f时，全部的降雨都渗入土壤。
当i>f时，超过下渗能力的降雨，在地表洼地积聚，进而形成地面径流，而下渗的部分按下渗能力下渗。
对降雨的第二次分配—发生在包气带内部，对渗入土壤中的水分进行再分配。
决定因素：包气带的缺水量（Wm-W0）和下渗水量F。
当Wm-W0>F时：下渗水量均为包气带所保持，蓄存土壤之中。
当Wm-W0<F时：一部分下渗水补足包气带的缺水，另一部分下渗水以自由重力水的形式向下渗透补给地下水（形成壤中流，地下潜水流）。
27、超渗地表径流径流的产流机制：指供水和下渗矛盾发生在地表（包气带上界）的产流机制。
壤中流产流机制产生条件：①包气带中存在着透水性不同，且下层比上层透水能力小的层理分布土壤的交界面；②上层向界面的供水强度大于下层下渗强度；③界面上产生积水，即形成临时饱和带，界面还需具备一定的坡度。
饱和地表径流产流机制产流条件：①必须具备壤中流的发生条件；②界面以上的饱和积水带，必须达到上土层的全部。
28、产流类型：是指一种或几种产流机制的可能组合（九种）。
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29、饱和地表径流的产流过程：
产流条件：上层整层达到饱和，凡是满足包气带最大蓄水容量的面积即产生饱和地表径流。
饱和地表产流模式的产流特征：①先满足包气带最大蓄水容量的地方先产生径流；②一次降雨过程中，随着降雨的继续，产流面积不断增大，产流量也增大；③对同一降雨量，其包气带初始蓄水量越大，则产流量越大；④在为满足全流域最大蓄水容量之前，径流系数小于1，满足后，径流系数等于1。
30、超渗地表产流过程：
产流过程取决于下渗能力面积分配曲线。
当降雨强度大于下渗强度时，即产生地表径流。
基本特征：①降雨强度大于下渗前度时，产生地表径流；②产流量与降雨强度及下渗能力有关；③产流面积并不是随降雨的持续而单纯增长，而是有增有减，它与雨强及下渗能力有关。