水是人类赖以生存的重要资源。如何实现水资源的有效管理与高效利用一直是水行业中诸多专家学者重点研究的问题。面对日益严重的水资源危机、日趋复杂的水管理难题、以及水信息“数据大爆炸”时代的到来,水资源管理领域对水信息系统软件提出了“新技术、大平台、互共享、广应用”前瞻性的应用需求。然而,传统面向过程、面向对象、面向构件的软件结构体系已无法支撑如今水资源管理体系多元化、多维化、多层化的发展模式。因此,亟待探究新的水利信息化理论架构与技术体系来匹配日益复杂的水资源管理模式,从而解决信息资源共享、多元业务耦合、多目标寻优决策等一系列管理难题。另一方面,随着计算机网络的高速发展与广泛应用,围绕网络服务为核心的分布式软件体系在金融、电商、营销、工管、通信及教育等诸多领域发挥了重要作用,并取得了长足的发展。但是,在水资源管理领域,分布式网络环境下的水信息系统架构研究尚处于起步阶段,支撑理论和应用技术尚不成熟。为此,基于水利信息化应用的跨时空、跨区域和分散性特点,结合水资源管理中的业务服务化、信息共享化理念,以及水资源领域对地理信息技术的强大依附性,在综合考虑行业多元业务运作模式与集成需求的基础上,本文首次研究并提出了具有普适性意义的分布式水信息系统软件架构,并对架构的相关理论、通信方法、作业机理、集成模式进行了系统阐述。本文的主要研究成果和创新点如下:(1)深入探讨了分布式体系下的概念性底层架构——面向服务架构(SOA)和基于Web Service中间件的通信服务实现方法,提出了常规模式和非常规模式下分布式体系中的软件元结构。进一步,围绕以上有关架构概念、技术主题、软件元体系,并结合水资源领域水文学、水力学、优化调度科学等业务作业模式的综合需求,研究并提出了水资源管理驱动下的分布式系统架构。(2)针对水资源管理领域数据所具有的海量多源异构特性,提出了多类型水信息数据的分区分库存储方法,建立了基于多存储构件的分布式数据存储平台,为分布式网络环境下的数据访问、传输及管理提供统一数据支持。同时,为满足分布式事务对复杂软件系统的一致性、可用性、容错性要求,结合水信息领域业务模型和数据特征,提出了适用于分布式软件环境的模型和数据集成方法。模型集成包括组件式集成和服务式集成,数据集成涉及数据融合、数据建模以及模型的应用与实践。(3)针对水资源管理分布式系统中多业务、多模型串并行作业特征,提出了多模型串并行耦合作业模式。结合水资源领域分布式栅格新安江模型、水动力-水质耦合模型、复杂紧急避险模型、空间分析模型的计算作业特点,实现了多元模型在分布式系统中的高效耦合与集成。(4)最后,基于SOA概念与Web Service服务技术,综合上述分布式水信息系统架构、数据存储平台、多模型集成方法及串并行作业调度模式,结合实际工程应用需求,进行了分布式水信息系统的设计、开发与集成的研究和实践,并在有关工程中获得应用,研究成果为水资源管理多模型驱动下的分布式系统集成开发和应用提供了理论基础与技术支撑。