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 分布式水文模型的提出解决了水文过程的空间变异性问题。正是由于有大量的、丰富的、空间分布的参数作为支撑，才使它对流域水文现象的模拟和描述能体现很好的空间不均匀性，从而更加真实地预测或再现流域的各种行为。
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    在分布式物理模型的研究方面，有代表性的有：
    （1）欧洲的SHE模型（Systeme Hydrologique Europeen）
    （2）英国的IHDM模型（Institute of Hydrology Distributed Model）
    （3）美国农业部农业研究中心的SWAM模型（Small Watershed Model）
    （4）英国的Beven和Kirby提出的TOPMODEL等
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    TOPMODEL将数字地形模型（DTM）与GIS结合，充分利用容易获取的地形资料，结构简单，优选参数少，与观测的物理水文过程有密切联系。
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    TOPMODEL的网络版，是TOPNET，应用于美国中部伊利诺伊河的Tahlequash附近。
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    国内李宏益将TOPMODEL用在北京潮白河流域。
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    采用随空间位置变化的模型参数并不能明显提高模拟的精度，但是采用分布式水文模型可以模拟计算出流域内部测站的流量信息，而这对集总式模型来说是做不到的。
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    目前分布式水文模型的研究已经进入小流域应用阶段，在国内外许多流域上都建立了分布式或半分布式水文模型。以
    以小流域为基础，许多研究者正在探索在大流域上建立分布式水文模型的方法和途径。杨大文等尝试把分布式水文模型应用于拥有75万多平方公里的黄河流域。
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    径流量是数字流域模型模拟的基本对象，径流的时空分布规律是水资源时空演化和分异规律研究的科学基础，王浩等提出了径流时空分布理论，还提出了年径流的天然-人工二元演化理论，建立反映流域下垫面动态变化的降水径流经验模型。
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    虚拟仿真是数字流域另一个重要功能。它将各种类型的数据结果用人们能够直观感受的形式表现出来。近年来，数字流域三维仿真技术获得了较快的发展，在国内的应用日见增多。

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    数字流域的实质就是对流域过去、现在和未来信息的多维描述，数字流域模型可以再现流域的历史，预测流域的未来，模拟结果绝大多数为数据的形式，需要虚拟仿真技术的应用来增强直观性。