在研究森林影响林地水文现象、水分运动等时所采取的途径。森林水文研究测定的除降水、径流、蒸散三项基本水文要素及由此展开的其他因素如林冠截留降水、土壤水分等外，还要考虑分析自然地形、地质、土壤及气候等因素的相互影响。根据不同研究目的，选择一定面积的林地或小集水流域作为测试单位，并用数理统计方法整理分析有关水文气象数据。

降水是林地水分的主要来源。降至林冠上空或空旷地上的雨量，称为森林上的总降水量或林外降水量。降至林冠上的降水量进行了重新分配，有林冠截留量、穿透雨量、滴落雨量和树干茎流量。一般对森林上的总降水量、穿透雨量、滴落雨量和树干茎流量进行实测，林冠截留量和林内降水量由前四项进行推算而得，林内降水量是穿透雨量与滴落雨量之和。①集水区（流域）降水量的测定。其作法是，根据流域面积大小，采用随机方式或按地形起伏布设若干雨量测点，最后采用算术平均法或支配圈法计算流域的平均雨量。冬季，用测雪器在集水区及径流场上测定雪深、密度及雪水量，每月一次；春季融雪开始前，测1～2次；融雪期间每日或隔5日一次。集水区的平均雪水量，根据测雪地段的面积或路线长度，用算术平均法求得。②森林上空总降水量（林外降水量）一般是在空旷地或架在林冠上面的雨量计或雨量筒测定。③穿透和滴落降雨量是根据试验地面积大小，在林冠下放置一定数量的雨量筒测定。雨量筒的数目按以下公式调整：

森林水文研究方法

式中 n为需要雨量筒数；N为总体面积对抽样面积的比值A/a；A为试验区面积；a为雨量筒（雨量计）的受雨口面积；c为变差系数，即样本标准差/样本平均值：α为精度。雨量筒按方格网的交点布设或随机布设。④树干茎流量是以每个林分按每个径级选2～3棵标准树进行测定。可按下列公式计算：

森林水文研究方法

式中 C为树干茎流量；M为每公顷树木株数；C_n为每一径级的树干茎流量；K_n为每一径级的树干平均投影面积；n为各径级数；M_n为每一径级的树木株数。⑤林冠截留量是在上述三项实测的基础上，应用公式：I=P₁—P₂—P₃计算而得。式中 I为林冠截留降水量：P₁为林冠上平均降雨量：P₂为穿透及滴落雨量；P₃为树干茎流量。

森林水文研究方法

径流指流入河沟的那一部分降水。按径流途径分为地表径流、亚表层径流（土壤径流）和地下径流（潜水）。一般采用建造各种径流场测定坡地径流，用装置有水尺和自记水位计的测流建筑物（溢流堰、量水槽），测定河溪径流量。采用集水区直接测定流量变化，通常有以下几种方法：①两个集水区对比法：又称基准集水区法。选择两个邻近而在自然地形、地质构造、土壤、面积等条件基本类似，而森林覆被率不同的集水区内，观测降水量、流量等水文要素。数年后，找出它们相关回归式，然后，将一个集水区内的森林伐除，另一个保留，继续观测数年后，二者互相进行比较。②单独集水区法：在一个森林集水区，首先对流量和降水量进行观测，积累若干年资料后，求出其回归相关式，并假定不采伐时的流量推定值。然后，把该流域森林加以不同处理（采伐），将处理后的水文资料，进行比较，估算森林对河流流量的影响。③综合分析法：选择几个不同森林覆盖率的小流域，运用历年水文气象的观测资料，进行相关分析，探讨水文气象有关因素与森林覆盖率的相互关系。一般测流集水区面积在0.3～1.0平方公里，根据最大、最小流量，悬移质含量，河床比降等因素，选择和设计测流建筑物。溢流堰适用于流量小、没有大量泥沙通过、比降大的河流。测流槽适用于枯水流量较小、洪水暴涨暴落、泥沙较多的河流。

测定蒸散量的方法较多，但都不够完善和准确。通常采用的有：①剪枝速称法：将林木的枝条（包括叶片）剪下，立即在天平上称重，测定在短时间内减少的重量，把单位时间内减少的叶子重量，作为蒸腾强度，然后求得单位林地面积上叶片总重量，最后推算每个林分所在地的蒸腾量。②蒸发计称重法：在水分平衡场的小区内，把栽有林木的容器（大小尺寸不一）放在地面以下的坑穴中，在坑穴中安置有称重仪器，把蒸发计容器放在仪器上面，蒸发计的重量变化，可了由仪器记录下来，根据降雨量和蒸发计重量差和它底部的渗漏水量，求得蒸发量。③水量平衡法：在闭合小区（或小流域内），大气降水的一部分流入河流，一部分贮存在流域内，其余部分通过林木、其他植物和土壤蒸发蒸腾于大气中，根据水量平衡式，E=P-R±W，推算蒸散量。式中 P为年降水量；R为年径流量；W为贮存在流域内，年内水量变化；E为推算值。④热量平衡法：根据能量不灭定律，森林作用层收入的能量与支出的能量之间的平衡关系，就是通过植物和土壤的能量转换吸收的净辐射，作为显热和潜热的消耗过程。这个过程可用方程式来表示。

R_n=LE+H+G+M+A

森林水文研究方法

式中 R_n为辐射热通量值；H为下垫面与大气之间的乱流热通量；G为流入土壤的热量；L为蒸发潜热；M为对植物体的加热；A为光合作用消耗热量；E为实际蒸发量。热量平衡法应用在不同条件下，较大而均匀的测试面积，缺点是测试工作较繁重。

土壤水分含量及枯枝落叶层水分性质的测定①土壤水分含量的测定。作法是，根据地形（集水区的上中下部位、分水界、坡地、台地、河谷）及林分分布情况，设置一定数量的观测地段（点），定期测定土壤含水量。一般在土壤解冻后，融雪开始前10天或紧接着积雪完全融化后，视天气变化情况，每隔10天、半月或一个月测定一次。直到土壤解冻时，停止观测。在观测地段上，同时测定土壤的水文、物理性质（容重、孔隙度、各种持水量等）。②苔藓，枯枝落叶层水文性质是通过对苔藓、枯枝落叶层的厚度、贮量、持水容量（最大、最小持水容量）、透水性，以及它对降水的截持量等来确定。

由于水文现象较复杂，水文研究周期较长，现行的常规方法存在着许多难于解决的问题，随着当前水文科学技术发展，不断应用现代化新技术，如电子计算机、遥感技术和核技术在水文学中应用，为森林水文学的研究方法开辟了新的途径。