流域蒸散发是流域水文循环最为重要也是相对薄弱的一个环节。开展流域水文循环模拟的蒸散发的理论与方法研究，对揭示水循环演变规律、保障我国的水资源安全具有重要的理论意义和现实价值。　　本文首先对现有水文模型中常用蒸散发估算方法进行汇总分类，然后对常用水文模型的重要输入量潜在蒸散发的适用性及它们对气候变化的敏感性进行分析;在此基础上，对水文模型中常用的土壤湿度折算函数进行比较，构建新的土壤湿度折算函数，并将其嵌入到分布式水文模型DTVGM中对其模拟效果进行分;最后采用考虑二氧化碳等环境因子胁迫的Jarvis方法，实现了DTVGM模型水-碳耦合模拟。　　对水循环模拟中常用的潜在蒸散发估算方法在典型研究区的适用性进行评估，采用敏感系数法和贡献率法对常用的各种潜在蒸散发估算方法的气候敏感性进行分析;主要的结论有以下几点:　　1、选取常用的13种潜在蒸散发估算方法，从估算量与蒸发皿蒸发量的相关性、多年均值空间分布、年内季节空间分布及年际变化特征四个方面对其在海河流域的适用性进行分析，结果表明:Penman-Monteith方法在整个流域估算效果较好;基于能量的Doorenbos-Pruit方法、Makkink方法、Hargreaves方法在以上四个方面均取得不错估算效果;基于温度的Kaharrafa方法和Blaney-criddle方法在多年均值和年际变化趋势上估算效果较好，基于空气动力学的Penman和Rower方法在多年均值和年内四季分布中表现较好。　　2、采用相对敏感系数法分析了13种潜在蒸散发估算方法对主要气象因子（温度，相对湿度，风速，太阳辐射能）的敏感性。结果显示:Penman-Monteith方法考虑了以上四个气象因子，其敏感性由强到弱依次为相对湿度、温度、太阳辐射和风速，该方法能综合反映气候变化对潜在蒸散发量变化的影响;基于能量方法基本能反映主要气象因子变化对潜在蒸散发的影响，而基于温度和空气动力学的方法，由于考虑气象要素单一，仅能反映气候变化的某一方面的影响。　　3、分析水文循环模拟中常用蒸散发估算方法响应机理。根据其物理机理的强弱将其分为整体折算法和分类汇总法两类。整体折算法是以土壤可用水函数为核心，将潜在蒸散发进行折算分类汇总法是以Penman-Monteith方法为基础，按不同下垫面进行汇总;在分析了整体折算法和分类汇总法的应用现状和问题的基础上，预估它们分别朝着简单实用和复杂机理化两个方向发展;其中概念性集总式水文模型、系统模型、松散的分布式水文模型一般采用整体折算方法来估算流域蒸散发量。具有物理机制紧密耦合的分布式水文模型一般采用分类汇总法估算流域蒸散发量。　　4、建立基于Logistic分布构建土壤可用水函数。比较分析水文循环模拟中常用的10种土壤可用水函数的曲线与实际蒸散发量随土壤可用水量变化的理论曲线对比关系;在此基础上，构建基于Logistic土壤可用水函数;在AmericanFlux的Duke站点分析比较它们在点尺度上估算蒸散发的能力;最后将该方法嵌入到DTVGM模型中，在崇陵实验站验证该方法在小流域尺度上的适用性。结果显示嵌入Logistic分布的土壤可用水函数的DTVGM模型，在未降低径流模拟的情况下，模拟的土壤含水量随降水的变化过程与实测过程一致程度更高，并且估算的蒸散发量也更接近实测的蒸散发量。基于折算函数改进的模型模拟的结果与实验小区实测要素变化过程都更加合理。　　5、建立基于DTVGM和环境因子响应的Jarvis冠层阻抗模型的水-碳耦合模型。依据非线性水文模型“以简单方法解决复杂问题”的理念，构建既有一定机理和精度，又相对简单实用，选择考虑环境因子的气孔导度模型Jarvis，以Penman-Monteith方法为链接，实现了DTVGM模型水-碳过程的耦合模拟，以实测的潜热通量、土壤水含量和径流变化过程为基准，对耦合模型的模拟效果在崇陵实验小区进行验证，结果表明考虑二氧化碳、温度等各种环境因子影响的Penman-Monteith方法能较为准确描述蒸散发过程，提高蒸散发过程的模拟精度能够有效改善模型的土壤含水量的模拟精度。