山洪灾害的防治是我国目前自然灾害防治过程中的痛点和难点问题，对山区小流域的洪水预警预报是有效防治山洪灾害的重点非工程措施，寻求能在不同地区灵活适用的山洪模拟模型，是山洪预警的核心工作。然而在山洪灾害频发的山区小流域，其地形地貌特征起伏变化大，产汇流机理复杂导致常用的水文模型模拟效果不佳。探究流域的水文响应机制，构建合适的水文模型，模拟山洪形成过程，提高预警预报精度，具有重要的实践价值与科学意义。
　　针对这个问题，本文以典型的山区小流域官山河流域为研究对象，通过降雨径流相关性研究，分析该流域产流特征，并在流域内构建野外观测实验站，土壤分层观测实验数据表明该实验区域的产流机制符合经典的壤中暴雨流模式。构建基于壤中暴雨流模式改进的TOPMODEL模型，将其应用于黄沟实验小流域，并使用传统水文模型作为对比模型，用于比较分析改进的TOPMODEL模型的模拟效果，结果表明基于壤中暴雨流改进的TOPMODEL模型在黄沟实验小流域适用性良好。将构建好的改进的TOPMODEL模型推广到官山河小流域，同样使用前述的传统水文模型作为对比模型，分析改进的TOPMODEL模型的模拟效果，并对壤中暴雨流模式在该流域的适用性进行研究。论文的主要内容与结论包括：
　　(1)官山河流域的降雨径流相关关系较差。使用官山河流域相关的水文资料，计算各场次洪水的前期影响雨量，进行官山河流域降雨径流相关分析，结果表明，官山河流域的降雨径流相关关系较差。对各场次洪水过程进行定量分析，发现相关性差的洪水过程有三类：①降雨量大而径流量小；②降雨量小而径流量大；③尽管持续降雨，但是出口段面并无径流量。
　　(2)官山河流域的产流模式满足壤中暴雨流模式。对相关性较差的三类洪水进行研究，并结合这些场次洪水过程的特征，分析官山河流域的产流机制。同时，在官山河流域内构建野外观测实验站，通过收集到的土壤分层观测数据表明该区域的产流以壤中流为主，满足壤中暴雨流模式。结果表明：官山河流域产流机制复杂，传统的蓄满产流在该流域不适用，壤中暴雨流为该流域的产流模式。
　　(3)基于壤中暴雨流机制，对TOPMODEL模型进行了改进，其在官山河流域模拟效果较好。根据官山河小时场次洪水资料，将其分为小洪水和较大洪水两类，使用改进的TOPMODEL模型、传统的TOPMODEL模型、新安江模型、时变增益非线性模型进行洪水模拟。小洪水模拟过程中，改进的TOPMODEL模型总体洪峰误差平均值为29.53%，在四个模型中最小，径流深误差平均值为27.12%，仅次于新安江模型的模拟效果；较大洪水模拟过程中，改进的TOPMODEL模型总体洪峰误差平均值为24.10%，在四个模型中最小，径流深误差平均值为16.12%，效果较好。从模拟结果综合来看，基于壤中暴雨流改进的TOPMODEL模型适用于官山河小流域。