水利是国民经济和社会发展的基础设施。2011年中央一号文件，更是立足国情水情变化，从战略和全局高度出发，系统阐述水利在现代农业建设、经济社会发展和生态环境改善中的重要地位，由此可见，国家对于水利事业发展日益关注。针对目前水利信息化过程中存在的“数据孤岛”、难以共享，水利计算软件重复开发等问题，本文基于并行计算的思想，结合网格工作流，以整合计算资源，提升计算力为目标，研究了水利计算网格下的水利业务原子的设计与开发问题，取得的主要成果如下：　　 (1)分析了水利计算网格的架构。　　 在整合异构资源、提高计算效率的要求下，分析了网格体系结构的实质；通过对目前两大主流网格体系结构的分析，提出了水利计算网格应以“服务”为发展方向；通过介绍水利计算网格的门户中心、调度中心、数据中心这三大核心概念，确定了水利业务原子设计与开发工作的必要性。　　 (2)制定了水利业务原子的开发接口。　　 在分析了水利计算网格基础架构的基础上，给出了构成水利作业的最小构建——水利业务原子的定义，详细描述了水利业务原子的属性，并制定了开发水利业务原子应该实现的接口。　　 (3)定义了水利业务原子之间的约束关系。　　 根据构成水利作业的业务原子之间的约束关系，定义了可以用来描述这种约束关系的XML文档，并对XML文档的节点以及属性值的含义做了细致地描述，使根据水利业务需求，选择相应原子灵活构建水利作业，实现原子调度和并行计算成为可能。　　 (4)提出了水利业务原子的粒度度量模型。　　 根据软件协同开发过程中任务分解的思想，提出了可以衡量水利业务原子的粒度度量模型，为水利业务原子的粒度度量提供了一个可以定性定量的分析原子粒度的方法，并制定了启发式规则，用以判断原子的分解是否合适。通过应用该模型，在对以往的水利业务流程进行规划分解时，可以确立水利业务原子的设计标准。　　 (5)探讨了水利业务原子的应用保障。　　 分别从安全机制、付费模式、标准化这三个方面探讨了水利业务原子的应用保障。详细分析了整个水利计算网格平台的安全机制，提出了可行的付费模式，试图以此激发科研及开发人员的积极性，使水利业务原子库、作业库不断丰富。　　 (6)开发了水利业务原子。　　 根据水利业务原子的概念以及设计标准，对采用马斯京根模型实施洪水预报的业务流程进行了规划和分解，确定了粒度适宜的原子，并采用实测资料在水利计算网格平台上进行了洪水演算。　　 (7)指出了水利业务原子开发面临的问题。　　 根据目前的设计开发现状，分析了水利业务原子的开发应用面临的主要三大壁垒：跨学科、跨编程语言、网络环境。通过分析这三方面的因素，指出水利业务原子的开发与应用工作还有很长的路要走。