本文基于SWAT(Soil and Water Assessment Tool)构建海河流域分布式水文模型。针对海河流域的特点，对 平原区河网和入海口进行合理概化，对土壤类型和土地利用方式进行重分类处理。应用1995~2002 年水文气象系 列资料和下垫面空间分布信息，对模型的参数进行优化和灵敏度分析，最后选取多个站点对模拟结果进行检验与 分析。研究成果为SWAT 模型在国内复杂大流域的应用提供了范例，也为海河流域变化环境下的水资源与水环境 综合管理提供重要的水文学基础支撑。
为保护和恢复河流生态系统健康，本文通过河流不同流量形态的生态意义的分析，探讨了生态流量的内涵 及其谱系结构，将生态流量谱系划分为极低流量、低流量、高脉冲流量、高流量、极高流量五种流量形态。以潮白河 源区为研究区域，利用大阁水文站1956～2003 年48 年的实测日流量资料，对参照期(1956～1974 年)和影响期 (1975～2003 年)的生态流量谱系特征进行分析，结果表明，影响期较参照期多年平均极低流量、低流量、高流量分别 减少了31%、4%、9%，极高流量消失，高脉冲流量则增加了5%，若以参照期生态系统的状况为生态保护和恢复的目 标，就生态流量而言，潮白河源区须通过合理的水量调控应重点增加极低流量的大小。
高分辨率降水时空分布估计对于陆面数值模拟和同化，天气、气候与环境及其相关领域研究具有重要意 义。长时间序列降水分布常使用时间和空间插值技术进行估计。本文提出了一种基于每小时静止卫星云图云分类 信息的累积降水估计时间加权插值方法，它通过利用高时空分辨率静止卫星云图所反映的云的变化，与卫星降水 估计和地面观测降水相结合，以获得时空分布比较合理的地面降水分布。将该方法应用于FY2C 云图和国家卫星 气象中心FY2C 的6 小时降水估计业务产品，得到FY2C 卫星发射(2005 年)以来具有10KM空间分辨率以及1 小 时分辨率的降水数据集，并利用中国区域自动雨量观测资料对该降水估计数据集进行检验和评估，以表明该方法 的合理性。
流域水平衡分析是进行水资源科学评价与合理配置的基础，传统的流域水平衡分析大多是基于有限的站 点观测资料和简单的集总式模型，很难适应考虑水循环空间变异性的复杂大流域水资源综合管理的需求。本文基 于分布式水文模拟技术，探讨了一种能够考虑流域内部上、下游关系的水平衡分析方法。并以海河流域为例，构建 分布式SWAT 模型，对海河流域及水资源三级分区的水平衡状况进行分析，在此基础上探讨海河流域维持健康水 平衡关系，降低流域蒸发，进行农业真实节水的必要性和有关对策。
本文将中国陆面覆盖资料(CLCV)与全球农作物分布资料融合，获取了一套包含小麦、玉米和水稻这些农作 物分布的陆面覆盖资料(CLCV- 3C)，并将该陆面覆盖资料以及CLCV 应用于陆面模式CLM针对南水北调受水区域 的数值模拟试验以探讨该区域农作物分布对陆面能量水分过程模拟的影响。结果显示，与原来没有区分这三种主 要农作物分布相比，考虑农作物分布后，小麦区模拟的多年平均净辐射、感热、径流会增加，而蒸散发会减少；玉米 区和水稻区的多年平均净辐射、感热、蒸散发均会增加，而径流会减少。这些研究表明，农作物分布对南水北调受水 区域陆面水分能量过程有不可忽视的影响。
地表水和地下水的转换及其过程耦合模拟，是水资源开发利用和科学评价的基础。本文归纳了国内外16 种地表水和地下水耦合模型，并根据耦合模型的特点和耦合方式，划分了三类耦合类型，即：紧密耦合型、半松散耦 合型和松散耦合型。对其中比较典型的“四水”转化模型、SWATMOD、MIKE- SHE、MODBRANCH 模型进行了对比分 析，剖析了不同耦合模型的优缺点，为地表水和地下水耦合模拟研究提供了很好参考。
