具有不同时空尺度特性的下挚面(诸如地形、土壤和植被等因素)与气候条件的相互作用将形成不同特性的水文响应。近几十年来水文模型在力图解释自然地理空间不均匀性时对流域水文过程研究作了积极探讨。　　 本研究在参考现有分布式水文模型建模的思想与方法，考虑到模型实用性与研究流域现实世界的基础上，提出基于流域地形特征的分布式水文模型，并随后对渭河的一条支流--陕西省周至县境内的黑河流域进行了该模型的应用研究。　　 本研究主要内容阐述如下：　　 第一章是绪论部分。首先指出本研究的选题依据是在以下背景中提出的：流域水循环是陆地水文循环过程研究的重点之一，流域水循环日益重视对土壤-植被-大气界面过程的相关理论和野外试验的研究，以建立流域水文循环模型为主的模拟技术正成为研究复杂流域系统的有效手段；接着简要回顾了国内外对流域水文循环的研究历史与现状；随后阐明了本研究的目的，即：建立基于流域地形特征的水文模型并将其应用于研究黑河流域的水文循环过程对环境演化的响应。最后论述了研究中的具体技术路线与实现方法。　　 第二章重点介绍了基于流域地形特征的分布式水文模型建立的过程。首先描述了流域水文循环的一般过程(截留、下渗、径流、蒸散发)；然后重点阐述了基于流域地形特征的分布式水文模型的结构(输入数据的计算模型、产流模型结构、汇流模型结构)；最后说明了流域水文模型模拟的实现过程，包括模型数据库的建立和整个模型程序的实现。　　 第三章是模型在黑河流域的具体应用。首先，介绍了黑河流域的基本概况(研究区位置、自然环境特征、社会经济概况)；其次，建立了该流域模型模拟所需的参数数据库(基于DEM的参数提取、气象气候水文数据、植被参数、土壤参数)；然后，对黑河流域的水文过程进行模拟(暴雨洪水过程模拟；日、月及年尺度降水-径流过程模拟)；最后，对模型在黑河流域的模拟结果进行了效率与精度评价。　　 第四章是对黑河流域的水文循环与水量平衡对环境变化的响应分析部份。首先，分析了黑河流域的水文循环对植被覆盖和土地利用变化环境的响应以及对气候变化引起的环境变化的响应：其次在建立流域水量平衡模型的基础上分析了1954-2000年间黑河流域水量平衡变化的趋势和基本规律。　　 第五章是结论与讨论。对研究中取得的结论及其中存在的一些问题进行了说明。　　 本研究所取得的主要研究结果如下：　　 首先，本研究提出了基于流域地形特征的分布式水文模型。该模型以流域地形为主要特征并考虑气候、植被与土壤等自然要素的分异对水文过程的影响之基础上将流域离散化为具有不同水文响应单元特征的若干子流域；然后在子流域内以网格为单元在水平方向上基于运动波理论按不同的时间步长以四点隐式有限差分技术进行子流域的坡面与河道汇流演算，基于运动波理论以显式有限差分技术计算主河道汇流计算，从而可以求出流域出口的径流。该模型以模型输入数据要求简洁，思路清晰及运行高效为特征。　　 其次，黑河流域成功地运用了该模型进行了不同时问尺度的水文过程模拟，并取得了良好的结果(模型的确定性系数NSC介于0.79-0.96之间)。两次暴雨-洪水(1986年7月9-14日和2000年6月29-30日)的模拟结果表明，金盆水库减缓了水库下游的洪水波的传播过程，对下游洪峰量洪水位都起了明显的衰减作用。两个不同时期(1986年7月和2000年6月)的逐日降水径流过程的模拟结果表明，黑河流域植被覆盖变化相互作用的最终结果使得流域内平均蒸散发量增加，径流量却有明显的减少。多年逐月(1986-2001年)降水-径流模拟结果表明，气候的降水和气温要素是影响河流径流的最有效的因素。最后，在建立黑河流域水量平衡趋势评价模型的基础上，对该流域的分析结果表明，黑河流域在1954-2001年间的蓄水总量处于减少的趋势，其间办存在波动，在气候的变化、植被覆盖土地利用变化和人类活动增加导致的环境变化是引起水量平衡的变动的重要原因。　　 最后讨论了模型在诸如组织结构、计算过程和实际应用中存在进一步改进的可能性。