降水是地下水的主要补给来源。对降水入渗补给问题的研究程度，直接影响着地下水资源评价的精度。受降水、蒸发、包气带岩性、地下水位埋深等多种因素的影响，降水入渗过程异常复杂。为了研究水资源之间的转化关系，从二十世纪八十年代初期开始，我国许多部门在不同地区建立了地下水均衡试验场，积累了大量的气象、地下水入渗、蒸发、土壤含水量等资料。但由于经费等原因，大多均衡试验场的资料都没有系统整理分析，对降水入渗过程和影响因素缺乏系统深入的研究。 本论文在对河南省郑州地下水均衡试验场观测资料进行分析整理的基础上，采用统计分析、系统响应分析、回归分析、土壤水运移模拟等多种方法，系统地研究了降水入渗补给和影响因素之间的相互作用过程、降水的入渗补给滞后延迟效应；建立了不同水位埋深、不同岩性、不同降水过程、不同时间尺度等变化要素的降水入渗补给函数；通过对降水入渗过程的模拟，分离了降水入渗补给中的活塞流和优先流比例。本次研究主要取得如下成果： 1.通过对均衡场内7种岩性地中渗透仪降水入渗补给过程的系统分析，认为各种岩性均存在活塞式和捷径式两种降水入渗补给模式。砂性土中入渗模式以活塞式为主。但是降水后，浅部(1m埋深以内)立即构成对地下水的入渗。砂性土入渗主要特征是地下水位埋藏较浅时，降水后入渗补给量迅速增大，然后迅速衰减。随着地下水位埋深增大，入渗过程线逐渐变缓，入渗补给流量变小。由于粘性土中普遍存在裂隙或大孔隙，其入渗补给以优先流为主，滞后和延迟的时间大大缩短，即使地下水位埋深达7m，在降水量较大时，滞后期也小于3d。在枯水期，降水强度小且不连续时，几乎不形成优先流补给，但在该阶段滞留于土壤中的水分在重力作用下缓慢下移，以活塞式入渗方式补给地下水。 2.各种岩性都不同程度地存在降水入渗补给滞后和延迟效应。滞后与延迟时间的长短主要与岩性、水位埋深、降水特性和土壤前期含水量有关。对于砂性土降水入渗补给的滞后和延迟时间随埋深加大逐渐延长，入渗补给延迟最长可达2～3个月；随着岩性颗粒的变细，滞后和延迟时间也呈增加趋势；旱季土壤含水量越小，入渗补给滞后时间越长；在汛期连续降水，土壤含水量迅速增加，入渗补给滞后时间则变短。对于亚粘土由于存在裂隙，降水后雨水从裂隙通道直接下渗，每一次降水都对应一个入渗过程，入渗补给滞后不明显，滞后延迟时间很短。 3.影响降水入渗补给地下水的因素比较复杂，均衡试验场中不考虑地形和植被的影响，主要有降水量、降水特征、包气带岩性、地下水位埋深等。通过年和月降水入渗补给量与降水量关系分析，在浅埋深的砂性土中它们之间呈显著线性正相关，即降水量越大降水入渗补给量越多。当年降水量过小时，由于降水量中相当一部分要补足包气带中的水分空缺，能补给地下水的有效降水量很小。砂性土降水入渗补给量随水位埋深的增加呈指数型递减，即降水入渗补给量呈现快速减少后趋于稳定。对于亚粘土，由于其中存在明显的优先流，入渗补给量随地下水位埋深变化较小。在相同的降水特征和水位埋深条件下，不同岩性的降水入渗补给量不同。降水入渗补给量大小总体而言开封粉细砂＞驻马店亚粘土＞许昌亚砂土＞南阳亚粘土＞安阳亚砂土夹薄层粘土和亚粘土。但是地下水位埋深不同，各岩性入渗补给量的大小顺序发生改变，地下水位埋深较浅时，降水入渗补给量大小变化为：开封粉细砂＞许昌亚砂土＞驻马店亚粘土＞南阳亚粘土＞安阳亚砂土夹薄层粘土和亚粘土。 4.降水入渗补给量受当期及前期降水量、蒸发量、地下水位埋深等因素的影响。特别是随地下水位埋深的变化是非线性的，不能单单利用传统的降水入渗系数和当期降水量的乘积来计算，而且降水入渗补给量存在明显的时间尺度效应。在综合分析降水与各种影响因素的关系基础上，提出了降水入渗补给函数的概念；即通过降水入渗补给与其影响因素之间的关系分析，用一个定量或半定量的数学表达式来描述它们之间的函数关系，并用该函数来计算降水入渗补给量，同时表征降水入渗补给量与其它各因素之间的定量关系。 5.采用系统响应分析，建立了不同岩性、不同埋深、不同时间尺度的降水入渗补给系统响应函数。用该函数比较准确地计算了相应岩性和地下水位埋深条件下不同降水特征的入渗补给量。在综合考虑多期降水、蒸发和地下水位埋深的基础上，建立了不同时间尺度上(年、月、日)的降水入渗回归模型。总结出年降水入渗补给量与年降水量成正相关，而与地下水位埋深成负相关。月降水入渗补给量主要受本月降水量以及前两个月的降水量影响。地下水月降水补给量与月蒸发量成负相关，其中前月蒸发量的影响大于当月蒸发量。降水入渗补给量随地下水位埋深增大而减小，其中黄土状亚砂土受地下水位埋深的影响最大，依次为亚砂土、轻亚砂土、亚粘土、亚砂土夹薄层亚粘土和粉细砂。而日降水入渗回归的计算误差较大，主要是受降水入渗补给滞后延迟效应的影响。 6.通过对降水入渗过程的系统分析和模拟，分离各种岩性入渗补给量中活塞流和优先流的比例。具体方法是：建立一维非饱和水分运移模拟模型描述土壤水分的垂向运移规律；若采用均质无大孔隙的岩性参数，则数值模拟是活塞式入渗问题的近似解，若忽略计算误差，则可认为是理论解；用该模型计算的入渗量为活塞式入渗量的理论值；实际入渗补给量高出理论计算值的量，可以认为是优先流的入渗补给量。因此，只要知道某种岩性的水力参数，通过数值模拟得到的理论值与实测值的对比，即可以判断是否存在优先流，并能确定优先流的量。 7.通过对郑州均衡试验场开封粉细砂、新乡轻亚砂土和驻马店亚粘土三种岩性的降水入渗过程的系统分析和数值模拟，发现各岩性中均存在较为明显的优先流现象，岩性不同优先流占的比例不同。根据数值模拟的结果分析，开封粉细砂2m、3m、7m埋深优先流的入渗补给量分别占总入渗补给量的32.93％、35.75％、19.71％。新乡轻亚砂土在2m埋深试筒中，优先流的量比较大，约占总入渗补给量的46.19％，3m、5m、7m试筒中优先流所占比例分别为40.91％、34.13％和19.65％。随着地下水位埋深的增加，优先流所占比例逐渐减小。驻马店亚粘土中优先流明显，2m、3m、5m、7m试筒中优先流所占比例分别为66.03％、79.83％、77.97％和46.17％。 总之，本文通过对郑州地中渗透仪观测资料的统计分析、系统响应分析、回归分析和土壤水运移模拟，总结了降水入渗的补给过程、补给模式、动态变化规律和影响因素，探讨了降水入渗补给和影响因素之间的相互作用过程以及降水入渗补给的滞后延迟效应；针对水资源评价中利用降水入渗系数(常数)计算降水入渗补给量的弊端，首次提出了降水入渗补给函数的概念，通过系统响应分析和回归分析，建立了不同水位埋深、不同岩性、不同降水特征、不同时间尺度等变化要素的降水入渗补给函数，用该函数计算的降水入渗量比较符合实际。通过对降水入渗过程的系统分析和模拟，分离了降水入渗补给量中活塞流和优先流的比例；为准确计算降水对地下水的入渗补给量、以及包气带中的优先补给问题提出了分析方法和途径。