水文模型将复杂的流域水文过程和空间分布属性通过简单的数学方程表述,广泛地应用于不同尺度和区域的径流动力学研究和水平衡模拟。然而,水文模型在实际应用中往往存在大量的不确定性,包括模型参数、结构和输入数据的不确定性。尤其是模型的一些参数与输入之间存在着大量的相关关系,其往往只能通过输入径流资料的实测值进行模型参数的率定来获取。贝叶斯理论被广泛的应用于水文模型的不确定性分析中,基于贝叶斯的水文模拟不确定性分析方法在假设模型的参数是随机变量并且具有概率分布的基础上,能够有效评估模型中存在的多种不确定性,为水文模拟与预测提供夯实的理论基础。本研究基于贝叶斯理论开发了一系列水文模型不确定性分析方法,具体包括:(1)贝叶斯-析因分析方法(BMFA),用于揭示模型参数不确定性及其交互作用对水文过程响应的机制;(2)贝叶斯框架下考虑模拟残差异方差性的不确定分析方法,用于对模型输入和参数的不确定性进行分析和比较。同时,以位于我国西北部黄土高原的泾河流域SWAT模型为例,基于开发的贝叶斯不确定性分析技术,开展了流域径流过程模拟以及不确定性分析。结果表明贝叶斯不确定性分析方法能够有效的识别SWAT模型的不确定性,开发的BMFA方法不仅提供参数不确定性的估计,而且提供参数及其交互作用对模型响应的影响。此外,在贝叶斯框架下,降雨误差模型的引入能导致更现实的参数值以及更具代表性的不确定预测区间。最终,这些结果有助于促进贝叶斯理论在水文模型不确定性分析中的研究,以及促进泾河流域水文特征和SWAT模型之间关系的理解。