降雨的雨水到达地面时，除了部分入渗到土壤中及一小部分贮蓄在地面低洼处之外，均沿着地面斜坡往下流动。此时地面上必须有一层若干深度的水，形成在地表面的暂时性滞留，其深度随流量而异。如果降雨持续不断，则地面水层深度随着增加，直到由上游而来的流量与其对应的水深达成平衡（如图）。在此状况下，在 x 处的地面单位宽度之流量 q 为q＝ix式中，i 为降雨强度。水深 y 与流量 q 之间的关系可用曼宁公式表示如下： 其中，n为地面的糙度系数；S为地面坡度。降雨停止后，地面滞留的水仍继续沿着斜坡流动，一直到地面的滞留全部流出为止。