以坡面水文过程为研究对象，运用多尺度的室内、外水文实验和数值耦合理论，研究分布式水文模型中网格地形与次网格微地形综合作用下的水文过程非线性化问题。本研究将运用水文学、水力学、环境动力学、水文示踪技术研究坡面微地形对局地土壤水分布改变引起的产流模式改变、对局地汇流路径改变引起的坡面汇流特征变化，以及这些非线性问题在分布式模型计算中的反馈。运用水文示踪法确定土壤非均质结构特征及物理属性,分析优先流触发的条件、发生强度与土壤水饱和度关系，揭示包气带优先流与基质流并存时径流分割的非线性关系；确定微地形参数与非均质渗流（产流）和优先汇流的内在关系，揭示微地形引起下渗量再分布与地表径流再分布的量化特征,并借助理论模型分析次网格非均质属性的尺度效应。本研究将尝试解决高分辨率地形数据和小尺度水文机理模式与流域大网格水文计算的一致性问题，为多过程分布式水文模型的非线性耦合和跨尺度应用提供支持。
