本文旨在以流域为研究单元，选择适宜的时间与空间尺度，综合研究气象、水文、地形、土壤、植被等主要地理因素之间各种相互作用，建立与之相关的数学模型(机理模型，即物理模型)体系，从而实现自然地理过程的定量化表达，最终用来指导生产管理与科学实践。 在参与导师曾志远教授主持的国家自然基金项目“流域土壤和水资源模拟模型的集成和系统化及其应用”研究过程中，结合该项目之前多个项目工作积累的大量数据基础与模型基础，论文充分利用现有资源，研究模型结构、机理及模型间的相互关系，同时通过深入研究模型集成的理论与方法，用模块化的方法将之集成与系统化，成为可以利用的流域模拟与辅助决策工具。 论文的主要研究内容和研究成果如下： (1)较为系统的研究了流域模拟和流域模型集成的理论、方法与技术，重点研究遥感技术、GIS技术以及相关学科较成熟的模型相结合的技术，实现了GIS技术进行部分参数自动赋值。实践证明，流域模型与GIS、遥感技术的集成促进了流域模拟技术的发展，并使得自然地理过程高度定量化成为可能。 (2)在现有GIS技术基础上，以流域-子流域-水文响应单元方式对研究区进行了分布式空间离散，成功实现了产水、产沙、水库模块的同时段模拟计算以及流域汇流模拟技术，在部分参数无资料或缺资料的条件下也能进行模拟。 (3)充分利用现有的数据基础，把研究区-江西潋水河流域划分为102个子流域、649个水文响应单元，以日为单位的时间尺度进行了10年的计算机模拟，取得了多种地理过程模拟结果。根据模拟结果分析，产水年平均精度为88.55％，确定性系数为71.16％，产水10年月平均精度为81.80％，确定性系数为95.40％；产沙的模拟结果虽然在趋势上已经与实测值相似，但模拟值的精度还不尽人意，有待进一步提高。