洪水は、降水が地中に浸透せず、河川にあふれ出るから発生するのではない。放射性同位体による追跡調査の結果、洪水時の水も地下水に由来することが判明している。
多量の降水があった時など、地中に浸透しない水が地表で水流を作ることがある。これをホートン地表流というが、実際にはホートン地表流を形成した水も、早かれ遅かれ地中に浸透する。地表の浸透能力は非常に高く、地表が舗装や岩石で覆われていない限り、ほぼ100％の水が地中に浸透する。
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地中に浸透した水は地下水となるが、多量の降水があった場合などは、地層がそれ以上、地下水を保有できなくなることがある。地層には地下水を多く保有できるものもあれば、少ない量しか保有できないものもある。いずれにせよ、地下水量がその地層の保水能力を超えると、新たに浸透した水に押されて、それまでの地下水が地表へ湧出することとなる。地表に湧出した水の一部は河川へ流入し、増加した水によって河川の流量容量を超過すると、河川水が河川域外へ流出し、洪水が発生することとなる。また、地表に湧出した水の行き場がなく、その場で水が滞留して洪水が発生することもある。
以上から、洪水の発生要因は2つに大別される。地中から地表にあふれ出る水量が多くなることと、その水量が河川内に収まらなくなることである。