传统的流域模拟由于方法本身的局限性,很难考虑和处理水文要素在空间分布上的差异性。GIS技术的发展使人们能够有效地获取、管理和表达空间属性信息。基于DEM的数字地形分析技术能够提取流域数字河网以及地形地貌等大量的空间分布信息。在获得流域地形地貌空间分布信息的基础上,可以将GIS技术和流域模型有效地结合起来,使流域模拟能够考虑水文要素在空间分布上的差异性。本文对基于DEM的数字地形分析技术进行了回顾和总结,系统地介绍了应用数字地形分析技术从DEM数据中提取流域水系的算法。在汇流的研究中,本文首先应用数字地形分析技术提取流域数字河网及其地形地貌的空间分布信息,并对降雨进行空间插值,获得降雨的空间分布。然后,结合传统的流域汇流方法——等流时线,综合考虑地形和降雨在空间分布上的差异性对径流汇流的影响,提出流域的变等流时线方法。最后,用变等流时线建立流域的汇流模型,并将其应用于一个缺乏资料的小流域。实际应用结果表明,流域地形地貌是影响汇流的主要因素,但是降雨的空间分布改变了每一个等流时区的面积。在数字水系基础上推求的变等流时线,避免了传统等流时线假设流速在全流域均匀分布的缺陷,综合考虑了地形和降雨空间分布的差异性对汇流流速的影响。应用变等流时线进行流域的汇流计算,不但能够反映地形地貌对汇流的影响,而且能够较好地反映暴雨中心空间位置的变化对洪水流量过程的影响。