水箱模型又称坦克（Tank）模型 ，也称黑箱模型。水箱模型是通过降雨过程计算径流过程的一种降雨径流模型。水箱模型是应用较为广泛的流域水文模型。  

该模型最早由日本菅原正巳博士在40年代提出 ，主要发展时期是 1 95 1～ 1 95 8年 ,6 0年代已应用于日本各河流。 1 971～ 1 974年 ,主要是70年代初，水箱模型则普遍应用于世界。

水箱模型的基本思想是假定流域中的出流及下渗量，是流域相应蓄水深的函数。从这点出发，将流域的雨洪转化过程的各个环节（产流、坡面汇流、河道汇流等）用若干个彼此相联的水箱进行模拟。以水箱中的蓄水深度为控制，计算流域的产流、汇流及下渗过程。较小的流域，可用若干个串联的直列式水箱模型模拟出流和下渗过程。考虑降雨和产、汇流的不均匀，需要分区计算的较大流域，可用若干个并联组合的水箱模型结构，模拟整个流域的雨洪转化过程。直列式水箱模型，每层水箱的侧边有出流孔，底部有下渗孔。上层水箱的入流为流域面上的降雨，下层水箱的入流为上层水箱的下渗量。各层水箱的出流量可理解为流域各蓄水层形成的不同水源的径流量。对二层水箱模型来说，上层水箱的出流量相当于地表径流，下层水箱的出流量相当于地下径流。

流域上的降水，输入第一层水箱，形成蓄水深Z1，当Z1大于出流孔高H11时，开始出流，同时它的下渗水量注入第 二层水箱，使第二层水箱的蓄水深Z2开始上升，当Z2大于出流孔高H21时，第二层水箱开始出流。若降雨继续，则各出流孔继续出流，相应时刻各出流量叠加，即得流域的总出流过程。

第一层水箱设有二个出流孔，孔高为H11、H12，下渗系数为R10。假如在T时 该层的蓄水深为Z(T)，则T时的出流量Q(T)和下渗量F(T) 的计算如下:

Q(T)=0 当Z(T)

Q(T)=[Z(T)-H11]×R11 当H11

Q(T)=[Z(T)-H11]×R11+[E(T)-H12]×R12 当Z(T)>H12

F(T)=Z(T)×R10 ，或当底孔高出底面H10时,F(T)=[Z(T)-H10]×R10

T时段末的剩余蓄水深Z`(T)为:

Z`(T)=Z(T)-Q(T)-F(T)

T+1时段的蓄水深为:

Z(T+1)=Z(T)+P(T)-E(T)

P(T)为T时段降雨,E(T)为T时段蒸发等损失。一次降雨过程的出流和下渗过程可连续计算。

第二层以下等水箱的出流和下渗量计算,除了以上一层水箱的下渗量为入流外,其余计算同上。

该结构上层水箱有二个出流孔,一个下渗孔，下层水箱一个出流孔,一个下渗孔。考虑该地区处于南北气候过渡地带，气候变化大，对上层水箱的下渗孔高出底面一个H10高度（即死藏水），这样该结构包含着9个待定系数。这9个系数确定后，便可由降雨预报出流过程。

模型参数虽有一定的物理意义，如上层水箱的H11有初损值的意义，但与初损值又不完全相同，出流系数R12、R11与退水曲线的指数方程的指数有一定的联系，但又不能直接确定。因此，这些参数的确定，都需经过分析和反复试算，以计算与实测洪水过程拟合最好为确定模型参数的准则。  

根据现有资料，采用二层直列式水箱模型。在参数率定时，由于流域中仅有福才站以上流域的降雨径流观测记录，而相应时段松涛水库的库水位记录缺少，无法还原库周区（即福才站至大坝区间流域）洪水过程，因此无法模拟库周区洪水的入库过程，相应的模型参数不能正确率定。由于库周区与入库站（福才站）控制流域的地形、地貌等极相似，并且流域面积较小，故在预报时库周区洪水预报模型中的参数直接引用福才站的参数。这对预报精度会有一定的影响，但以后随资料的积累这一问题将会逐渐得到解决。

应用水箱模型建立三峡入库洪水实时连续预报模型的方法。按照河段流量传播时间，将入库站(寸滩)以上干、支流划分为若干子河段，各子河段按照计算时段长分成若干单元河段，各单元河段区间降雨径流预报采用水箱模型，河道流量演算采用连续马斯京根法。对河系洪水预报模型的检验表明，预报精度在85%以上，能够满足实时洪水预报的要求。  

在水箱模型的拟线性状态基础上建立扩展的卡尔曼滤波方程，构造了水箱模型的实时校正模型。实例表明，水箱模型的实时校正模型较不带校正的水箱模型，预报精度有很大的提高。研究表明，水箱模型的实时校正模型对不良的母体模型参数有较强的适应性或容错性。  

水箱模型将复杂的降水径流过程简单慨化为流域的蓄水与出流关系进行模拟.针对皂河小流域的降水、径流和水循环等水文特性,建立了4层串联水箱模型,模拟流域的降水径流过程,计算流域径流量,并结合河流水质模型,综合模拟河流流量及主要水质指标变化.结果表明:各项指标的模拟值与实测值吻合较好,说明水箱模型用于小流域的径流模拟较为准确,可与水质模型耦合使用,综合模拟小流域的水文水质变化。