对于有多个支流的河流来说，干流和各支流之间有着密切的水力联系，干流径流量的多少与有水量贡献的各个支流的来水有密切的关系。干流流域区往往是社会经济相对发达的地区，干流来水量直接影响着干流流域的社会经济发展，对水环境状况的影响也很显著。因此，了解干流来水量的时空分布可以为干流的水量调度、水资源规划与管理、水资源保护等工作提供重要依据，研究来水量的预报模型具有重要的理论意义和现实意义。 本文针对目前流域汇流计算研究较少涉及的多支流河流的汇流计算问题进行了研究。首先，在大量阅读国内外文献的基础上，分析了流域汇流理论及汇流计算的国内外研究现状，并指出流域汇流计算未来的研究方向；第二，综述了人工神经网络在水文水资源领域的研究现状，包括其应用研究及与其他方法结合研究两个方面，并展望该方法在水文水资源领域的研究前景；第三，介绍了人工神经网络和灰色关联分析方法；第四，研究了多支流河流的汇流过程及其水文特征；第五，提出了灰色一人工神经网络组合汇流计算方法，即将灰色关联度法和人工神经网络结合起来进行多支流河流汇流计算研究的一种方法。介绍了运用该方法的步骤以及建模中关键问题的处理方法；最后，在研究干旱区河流汇流机理及水文特征的基础上，将所提出的方法应用于内陆河流塔里木河的三源流汇流计算，验证该方法的可行性、合理性及精确度。 本文研究的核心内容是：(1)针对多支流河流汇流计算问题提出了灰色-人工神经网络组合计算方法。该方法分两大步进行，先运用灰色关联分析法中灰色关联度法计算各时段各源流到达汇合处的汇流时间，再选择汇流量的影响因子建立人工神经网络模型，训练后得到汇流预报模型。(2)将灰色-人工神经网络组合方法应用在内陆河流塔里木河进行三源流汇流计算。以塔里木河三大源流阿克苏河、叶尔羌河和和田河出山口水文站的来水流量及各源流引水流量之和为输入因子，以汇合处阿拉尔水文站的流量为输出因子，建立人工神经网络模型并进行训练，最后得到塔里木河三源流汇流预报模型。对实例塔里木河三源流汇流计算模型的结果分析表明该模型合理有效，可以为塔里木河干流的水资源管理、水量调度等工作提供重要依据。