数字流域模型能够模拟流域的产流产沙过程，可以对大流域水沙过程进行模拟，在流域防汛减灾、水量调度等方面有重要应用。为了进一步优化和完善数字流域模型，本文基于数字流域模型的大框架，对模型中关于流域河网的部分做了深入分析，重点研究了模型中河网的提取过程，并给出了河网提取的具体实例，讨论了河网不同的分级和编码方法，基于数字流域模型编码的基础上开发了一个提取河网参数的平台，为河网形态的研究提供了数据支持。　　 将自相似和分形理论应用于河网形态研究，给出了一个能刻画河网形态特征的生成器序列，提出了一种新的河网自相似迭代方法，构造了一种能满足平面填充性质的自相似河网，得到一种新的河网分形维数，给出了一个刻画河网形态的新的参数。　　 从两相流动理学理论角度考察泥沙颗粒的运动情况，将描述颗粒运动的Boltzmann方程用一种新型的求解非线性问题的同伦分析法来求解，选取Maxwell速度分布函数作为初始猜测解和适当的线性算子，得到了碰撞项为BGK模型的Boltzmann方程与传统方法解表达式结构一致的一阶近似解，推动了对Boltzmann方程的求解，初步显示了同伦分析法求解Boltzmann方程的有效性，为流体力学非线性问题的同伦分析法求解奠定了基础。