中长期降雨径流预报作为水文预报的重要组成部分,对水库洪水调控和兴利调度均具有重要意义。由于中长期预报预见期较长,又受客观认知能力和技术水平的限制,以及众多不确定因素的影响,中长期水文预报的精度尚不能满足生产部门的需要。大量研究发现,在中长期水文预报中,关键预报因子的选择是提高预报精度的关键。因此,从形成径流的气象背景和物理机制入手识别预报因子,建立具有一定物理成因的预报模型,是现今中长期水文预报领域的主要研究方向。论文在综述国内外中长期水文预报的理论研究和科学实践的基础上,以南水北调中线工程水源地——丹江口水库为研究对象,从中期降雨预报、长期径流预报、贝叶斯概率预报以及概念性月径流模型等方面开展研究。论文首先分析影响我国汛期降雨的主要天气因素,阐明了丹江口水库控制流域降雨的大气环流系统和海温因素,为掌握流域降雨和径流的关键影响因子奠定基础。其次,利用物理分析与统计分析相结合的方法,遴选出具有物理成因背景的中长期预报因子,采用多元回归、逐步回归、神经网络等多种方法,建立中期降雨及长期径流预报模型,同时融合多种预报信息的基础上,构建了组合预测模型。为检验本文所建模型适用性,利用1980~2000年丹江口水库控制流域逐旬面平均雨量及1968~2000年的逐月入库径流量进行模拟,2001~2006年流域逐旬面平均雨量及逐月入库径流量进行试报。结果表明,上述模型均可达到较高精度,其中组合预报模型效果最好,作为推荐预报模型。为了进一步分析降雨径流中长期预报结果中的不确定性,论文建立了贝叶斯概率预报模型,给出了一定置信度下的降雨径流预报区间。最后,基于水热平衡方程和流域蓄泄关系,概化径流、降雨、蒸发和流域蓄水量之间的关系,建立了丹江口水库控制流域三参数月水量平衡模型。结果表明,该模型具有较强的适用性,可以较好的模拟丹江口水库控制流域各分区及全流域的月径流过程。