水文系统是由各种不同等级子系统组成的复杂系统，且这个系统内的不同层次和不同运行周期上存在着明显的时空尺度。作为描述各种尺度中水文特征的空间数据与模型自然也有尺度特征。论文对流域范围内的点雨量插值的时空尺度、基于万有引力公式形式的点雨量插值算法、雨量站站网的密度优化、流域水文相似性及其度量、水文多尺度仿真等若干水文尺度问题进行了研究。 点雨量插值对于分析雨量二维空间分布变化特征、计算面雨量、解决水文尺度中分辨率和雨量站网规划等研究具有重要现实意义。本文对距离反比、普通Kriging和PRISM三种常用点雨量插值算法在原理、适用范围和优缺点等方面进行了对比分析；根据雨量站点的平面三角几何关系，提出了参证插值站点的选择方法，使得参证插值站点的选择更合理。根据万有引力原理，任意雨量站雨量与待插值点雨量存在着万有引力。通过计算任意一个参证插值站点与待插值点的万有引力占所有参证插值站与待插值点的万有引力的标量之和的比例来确定插值权重，并提出了消减权系数的计算方法，从而研究了基于万有引力的点雨量插值算法，并实例证明了该算法具有较高的插精度。 水文相似性问题是水文尺度问题研究中的一个热点问题，但是关于水文相似的程度，并没有具体量化的研究。本文分别从流域下垫面、河网发育情况、产汇流影响因素等角度，探索性的提出了几个水文相似性评定指标，并采用层次分析法计算每种水文相似性指标在计算水文相似程度中的权重。以江西雨量站网密度实验区中的朗口和银山流域为研究对象，实例计算了两个流域的相似程度，并通过两个流域的单位线和径流过程线进行了初步验证，认为水文相似度是定量化研究水文相似性问题的有用工具。 从水文尺度与水文模型系统的原理、结构、复杂度、资料的角度分析二者之间的相互联系，研究了水文模型尺度性的数学描述，有助于定量化研究水文模型的尺度性；提出了水文多尺度仿真的概念和必要性，并对水文多尺度仿真的方法与转换等问题进行了阐述。以江西雨量站网实验研究区为研究对象，建立了一个水文多尺度仿真系统。在此系统上以抽站法和水文模拟法相结合，从水文尺度问题研究的角度，采用多水文模型族、多尺度站网密度组合，验证了雨量站的布设密度。