水在土壤分子力、毛管力和重力作用下从地表渗入地下的运动。分子力和毛管力随着土壤水分增大而减小，当水分充满毛管孔隙而达到饱和时，下渗主要是在重力作用下进行。单位时间内单位面积上渗入土壤中的水量，称为下渗率或下渗强度。影响下渗的因素有：降雨强度、地面植被度和植被种类、土壤物理特性、温度和水质等。

下渗率的测定 当地面积水时，下渗过程如图1。下渗率在初始时为最大，随时间而递减，最终趋于稳定。稳定值称稳定下渗率。这种情况下的下渗曲线又称下渗容量曲线。直接测定下渗容量曲线的方法有同心环法和单管法。测验过程中为保持环内或管内固定水深而在单位时间内注入的水量就是下渗率（容量）。这两种方法得到的是一定条件下的单点下渗水量。在径流实验场或径流试验小区，根据实测降雨量（人工降雨或天然降雨）和径流量，用水文分析法可求得一定面积上的平均下渗率。

图1 下渗容量曲线

下渗公式 下渗曲线的数学表达式。下渗公式可分为三类：①非饱和下渗公式，它是基于非饱和土壤水流的连续方程和达西定律，在给定适当的初始条件和边界条件下解得的下渗公式。这类公式中，以菲利浦（J.R.Philip）于1957年提出的级数解法最为著名。如取级数解的前两项，则得下渗公式的形式为＋A，式中s为土壤吸水度，t为时间，A大体上相当于土壤的稳定下渗率。②饱和下渗公式。如1911年格林和安普特公式和1948年的阿历克谢夫公式。假设下渗过程中的下渗锋面就是饱和土壤的分界线，即认为作用于下渗水柱的力为地面积水的静水压力、下渗水柱的重量、下渗锋面处的毛管吸力，以及下渗锋面以下产生的空气余压力（一般可不计）。应用饱和土壤水流的连续方程和达西定律，可求得饱和下渗公式为

下渗

式中H为地表积水深，K为稳定下渗率，S_a为毛管阻力，⊿θ为土壤缺水量（以体积百分数计）。③经验下渗公式。此类公式繁多，常用的是考斯加柯夫公式和霍顿公式。前者的形式是f＝，式中a为系数，它表明在下渗过程中下渗率与下渗量成反比。后者的形式是厂＝f_c＋（f₀－f_c）e^－kt，式中f₀为初始下渗率，厂_c为稳定下渗率，k为系数。下渗公式在农田灌溉计算和降雨产流分析中均有重要应用。

下渗容量的时空变化 下渗公式仅反映了单点的下渗规律。而面的下渗过程要比单点下渗复杂得多，由于土壤物理特性和植被类型的不均一性，存在着空间分布的差异，一般情况下需要按土壤特性和植被类型把流域分成若干子流域，求得每个子流域的下渗特征后，按面积加权平均求得全流域平均的下渗特征。在一定地点，下渗率也是随时间而变化的。在地面无积水的条件下，初始下渗强度是前期的土壤物理条件的函数，一般可根据前期土壤含水量或前期降雨指数估算而得。下渗容量曲线当经历降雨间歇后，下渗容量将恢复增大。

下渗指数 在水文分析计算中，为了简化，不推求下渗强度的真实变化过程，而是把下渗强度假定为常数或取平均值，称为下渗指数常用的是φ指数，把降雨期间的总损失均匀分配在整个降雨历时内，见图2.图中超过φ值的降雨就是径流。根据流量过程线算出径流量，降水量与径流量之差并均匀分配在降雨历时内，即为φ。

图2 φ值示意图