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根据概念性流域地貌汇流模型的一般理论，以概念性元素“扩散模拟河段”模拟各级单元河道的汇流作用，建立了以洪水波的波速和扩散系数为参数的扩散模拟型流域地貌汇流模型。推导了三级流域的瞬时单位线，并对其性质作了分析。讨论了矩法和内罚函数法两种求解模型参数的方法。用南雁流域的雨洪资料对模型进行了检验。结果表明：模型结构合理，内罚函数法求参比较有效，模型拟合精度较高。