坡面流是降雨与土壤入渗过程相互作用的具体结果和表现形式,坡面流的产生与土壤入渗紧密相关。如果降雨强度小于土壤入渗率,则所有水均被土壤吸收,不会产生坡面流;只有当降雨强度大于土壤入渗率,土壤无法迅速吸收所有的降雨时,才会形成坡面流。
根据降雨强度和土壤入渗关系,一般将坡面产流分为超渗产流和蓄满产流两种。降雨强度超过土壤下渗率而产流的称为超渗产流,而产流前表层土壤达到饱和状态的产流过程称为蓄满产流。
早期的坡面产流研究主要采用经验方法和水文学方法,如建立特定地区的产流量与降雨量以及土壤和地表影响因子之间的定量经验关系,水文学中的单位线法等。这类方法较适用于特定地区的产流过程,但很难推广到其他地区。因此,基于物理过程的动力学方法逐步得到发展和应用。即通过建立降雨强度与土壤入渗之间的关系,将其作为源汇项,采用浅水运动方程描述坡面产流过程。这类动力学模型不仅可以合理描述降雨超过土壤入渗后的产流过程,而且可以较细致地描述坡面流的流动过程。
虽然土壤入渗过程不参与坡面流的流动,却直接决定了产流过程和产流量,对坡面流的形成有很大影响。反过来,坡面流运动对土壤入渗过程也有一定的影响。严格讲,应该将二者耦合起来进行研究。但由于坡面流对入渗的影响通常很微弱,一般可将入渗过程与坡面流运动看作一种弱耦合现象,即入渗直接影响坡面产流过程和产流量,但坡面流对入渗的影响很小。