流域一次降水的产流量定义为流域内的降水扣除各种损失之后的剩余量。流域损失主要包括植物截留、洼地填蓄、下渗、蒸发等部分。降水后的截留、洼蓄及产流前的土壤吸水量统称为初损。产流后的损失主要是下渗。
1.植物截留
雨水降落到植物树冠上，其中一部分被枝叶拦截通过植物的蒸散发返回大气；另一部分穿过植物林冠以及林冠间的空隙直接到达地面；再一部分经植物拦截并沿茎秆流达地面，称为沿茎水流。一般来说，枝叶能拦截的雨水约为0.5～2.5mm。
2.洼地填蓄
洼地填蓄是指降水后存留于地表坑洼内的水量。这部分水量一般不形成径流，而消耗于下渗和蒸发。流域内由于下垫面特性的差异，坑洼内的分布和容积变化很大，又因缺少实际观测，因此洼蓄量通常只能估计。R.K.林斯雷等给出下列近似公式：
式中：V为雨后的洼蓄量，mm；Sd为最大洼蓄量，mm；Pe为扣除下渗、截留和蒸发后的雨量，mm；K为常数。
3.下渗
土壤水分在土层内部随时间的变化，影响并制约着径流过程。在降水强度和雨量大小相同，且土壤质地一致的条件下，土壤含水量愈高，形成的径流愈多，因此土壤中的水分在径流形成过程中起着十分重要的作用。
土壤水分所承受的作用力有分子力、毛管力和重力三种。根据土壤内水分的受力情况，可将土壤水分分为两大类，即张力水和重力自由水。受分子力支配的土壤水称为张力水，根据它所受的分子力的强弱又可以分为吸湿水和薄膜水。超过土壤所能保持的最大薄膜水称为重力自由水。
降水开始以后，除一部分雨水被植物枝叶截留或填蓄坑洼以外，雨水首先要湿润地表，地表被充分湿润后，超过地面土壤颗粒分子吸力控制的雨水，便迅速地填充土壤裂隙，并逐渐向土中入渗。入渗强度、入渗水量以及入渗深度均与雨前土壤含水量的大小及其垂线分布有关。因此，土壤含水量的估算在产流计算中具有十分重要的意义。然而土壤含水量的变化是非饱和土层土壤水分运动的结果，无论在理论上或实际观测手段上都不够完善。因此，目前还只能在特定条件（例如均质土壤）下研究单点的土壤水分增长和消退的规律，并进行一些理论性探讨。实际应用时大多用土壤含水量观测资料进行分析，并建立模拟土壤水分增长和消退规律的模型和计算方法。(www.xing528.com)
下渗是论述重力场中水由土壤表层流向土壤下层的运动。多孔介质中流体运动应满足质量守恒原理和能量守恒原理。分别用连续方程和动量方程表示。连续方程为：
式中：V为流速；θ为含水率；z为垂向坐标；t为时间。
动量方程如下：
式中：K（θ）为水力传导度，是单位梯度时的土壤水分通量；D（θ）为水力扩散度。
联立求解得：
式（6.4）即理查兹（Richards）于1936年导出的描述非饱和土壤水分运动的偏微分方程，亦即理查兹方程。扩散度D（θ）和传导度K（θ）是造成理查兹方程非线性的原因。要求得理查兹方程的非线性解，只有简化扩散度D和传导度K与含水率θ的关系。
较为著名的有菲利浦（Philip）公式：
及霍顿（Horton）公式：
式中：f（t）为下渗能力；S、A、f0、fc、k为系数。
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