水文集合预报可以给出预报量的统计分布,定量描述预报信息的不确定性。随着气象集合预报技术的发展,基于气象预报信息的水文集合预报,已经成为水文预报研究与应用的发展方向。根据气象预报地面验证的评估结果,欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的气象集合预报产品在中国区域具有较好的预报性能,但其在水文预报中的性能尚缺乏系统研究。论文基于ECMWF System 4气象集合预报产品构建了中长期径流预报系统,评估了其在水文预报中的性能,提出了改进的方法。主要研究内容及成果如下:以地面实测降水数据为基准,采用分位数图法对ECMWF System 4降水集合预报数据进行了偏差校正。在此基础上,基于校正后的ECMWF System 4降水预报数据和VIC分布式水文模型,在全国范围开展中长期径流集合预报研究。以气象观测数据驱动水文模型的模拟值作为基准,评估基于ECMWF System 4的中长期径流集合预报的预报性能。研究发现,当预见期从一个月增加到两个月时,预报精度变化较小;当预见期延长到三个月时,预报精度显著降低;另一方面,随着流域面积增大,预报精度呈现出提高趋势。评估了径流集合预报在全国不同水文气候区的预报效果,结果表明在松花江区、黄河上游区、黄河中下游区、长江上游（一）区、长江上游（二）区、长江中游区、长江下游区等区域,基于ECMWF System 4的径流集合预报具有较好的预报效果,而在海河区的南部、珠江区的东北部、东南诸河的西南部、西南诸河（一）以及西南诸河（二）等区域的预报效果较差。基于THREW模型和ECMWF System 4气象集合预报数据,选取汉江上游流域和雅砻江中游流域,开展了中长期径流预报偏差校正方法研究。对比基于历史同期气象数据和基于ECMWF System 4的径流集合预报效果,结果表明后者预报精度显著高于前者。分析了校正降水和校正径流对径流集合预报的影响规律,研究发现,校正降水预报可以更好地降低径流集合预报的不确定性;校正径流对径流集合预报精度提高更加有效。在此基础上,提出了结合前后处理偏差校正方法的径流集合预报模型,并在汉江上游和雅砻江流域开展了实际中长期径流集合预报。在预见期为一个月时,纳什效率系数分别在0.71以上（汉江上游流域）和0.83以上（雅砻江中游流域）,平均相对误差分别在0.03以内（汉江上游流域）和0.01以内（雅砻江中游流域）。