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分布式水文模型已经成为研究气候变化的水文响应、非点源污染模拟、水资源综合管理、土地利用/覆被变化的水文响应等重大科学问题不可或缺的工具。开展分布式水文建模研究，研发具有实际应用价值的分布式水文模型，对深入了解降雨径流的物理机制，探讨自然变化和人类活动影响下的水文循环与水资源动态演变规律，有效解决全球水问题具有重要的科学价值和应用实践意义。 本文基于当前分布式模型结构复杂、参数众多、率定困难、难以推广应用的状况，进行了降雨径流空间过程的建模研究，构建了紧密型和松散型分布式降雨径流模型，提出了一种多目标参数优化方法，并选择我国东南沿海甬江上游的皎口流域为试验区，用构建的模型进行了暴雨洪水的模拟分析，检验了模型的实用性和有效性。主要研究内容与结论包括以下几个方面: (1)构建了紧密型分布式降雨径流模型。模型采用栅格作为计算单元，并将栅格单元划分为坡面单元和河道单元。坡面单元主要涉及截留、蒸发、下渗、坡面流、壤中流（快速和慢速）、基流等子过程，而河道单元只考虑河道汇流子过程。每个计算单元的不仅考虑了蓄满和超渗两种产流机制，而且在产汇流计算时还考虑了相邻单元的地表和地下径流的汇入和流出，同时还考虑了本单元地表、地下径流的相互转化，形成紧密耦合的模型计算体系。为了克服紧密耦合型分布式水文模型计算的复杂性，模型在计算各子过程时采用了基于水动力学模型的简化计算公式，坡面单元的产流采用Green-Ampt下渗公式计算，地表汇流、壤中流和地下径流均采用一维运动波方程来计算。河道单元的产流按实际降雨来计算，河道单元的汇流也采用河道一维运动波方程计算。这样既顾及了降雨径流的各种子过程，又能使所有子过程的计算都简单快捷，提高模型的运算效率。 (2)构建了松散型分布式降雨径流模型。为了使分布式模型更加简化和高效，本研究又构建了松散型的分布式模型。该模型同样采用栅格作为计算单元，坡面单元只涉及地表产流和地表汇流子过程，河道单元也只考虑降雨和河道汇流子过程，而且每个单元只计算各自的产流和汇流，不考虑地表和地下径流的相互转换，也不考虑相邻单元地表地下径流的流入和流出。该模型山坡单元的产流采用SCS-CN方法计算，河道单元产流按实际降雨来计算，两种单元的汇流都采用“源到汇”的计算方法，将每个计算单元的产流直接汇到流域出口。松散型分布式模型，虽结构简单，忽略了降雨径流的一些细节过程，但是由于该种模型需要的参数少、计算简洁，而又能顾及水文要素的空间变异，具有广泛研究与应用前景。 (3)提出了一种多目标参数分析与率定方法。为了解决分布式水文模型参数众多、不易率定问题，本文提出了基于敏感参数比例因子的多目标次序分析方法。该方法通过设立敏感参数的比例因子来率定参数，一方面可大大减少需率定的参数的数量，解决分布式模型的过度参数化问题，另一方面保持率定参数的空间变化模式相对不变，仍然能够反映下垫面空间变异对水文过程的影响。该方法通过多目标次序优化方法求得非劣解，既能顾及洪水过程的各个方面，又能保证模型的相对稳定性，减少模型预测与模拟的不确定性。 (4)两种模型在皎口流域的应用与检验。通过对皎口流域DEM的生成、河网的提取、坡面单元与河道单元的划分、降雨量的空间插值以及模型各类参数的估算，实现了皎口流域降雨径流的两种分布式建模，并分别模拟了7场暴雨洪水过程，两个模型均获得了满意的结果。此外，参数的敏感性、参数变化对计算结果的影响也都进行了分析研究。 (5)两种模型的比较分析与研究展望。对两种模型的结构、参数、计算效率、应用范围进行了比较与分析。两种模型模拟7场洪水的各项指标平均值基本接近，但紧密模型模拟较差的洪水，松散模型却可以得到好得多的结果，说明如果仅仅是模拟或预测流域出口的流量过程，采用较简单的模型即可。但要计算流域内的流量或流速、地表水深、以及土壤含水量等要素，则要采用较复杂的紧密型分布式模型。今后需要在不同尺度、不同气候区的流域进行进一步检验与验证，不断改进和完善模型。