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由丹麥、法國及英國的水文學者（Beven等，1980年；Abbott等，Bathurst，1986）研製與改進的SHE模型（System Hydrologic European）是一個典型的分佈式水文模型，研製者鑒於常用的降雨徑流模型不適合解決流域中人類活動對於產流、產沙及水質影響等問題，而研製瞭該模型。在SHE模型中，流域在平麵上被劃分成許多矩形網格，這樣便於處理模型參數、降雨輸入以及水文響應的空間分佈性；在垂直麵上，則劃分成幾個水平層，以便處理不同層次的土壤水運動問題。
1980年，英國的Morris進行瞭IHDM（Institute of Hydrology Distributed Model）的研究，根據流域坡麵的地形特征，流域被劃分成若乾部分，每一部分包含有坡麵流單元，一維明渠段以及二維（在垂麵上）表層流及壤中流區域。1987年，Eeven等人及1989年Calver等人對IHDM模型進行瞭改進。
1985年，美國農業部農業研究中心的Alonso和De Coursey考慮到土地利用與管理將會影響到一個小流域的水文循環與化學循環，於是設計瞭SWAM模型（Small Watershed Model）。
以上模型的研究與應用，極大地促進瞭流域分佈式水文模型的發展。但是，卻未能取得振奮人心的成果。“擬合的情況並不特別好，也不特別差，這大概便是這類復雜的理論模型用於資料有限、率定過程存在不確定性，且情況復雜的流域中所能期待的結果。”（Freeze語）。
目前，基於DEM的流域分佈式水文模型有三種建模思路：①應用數值分析來建立相鄰網格單元之間的時空關系，這類模型也稱緊密耦合型分佈式水文模型。如SHE模型及其變形，這也是人們所指的具有物理基礎的分佈式水文模型。②在每一個網格單元（或子流域）上應用現有的概念性集總模型來推求凈雨，再進行匯流演算，最後求得出口斷麵流量，這類模型也稱松散耦合型分佈式水文模型。如分佈式新安江模型和SWAT模型。③基於DEM推求地形空間變化信息，利用地形信息（如，地形指數Ln(α/tanβ)）模擬水文響應的特性，並用統計方法求得出口斷麵流量，這類模型也稱半分佈式流域水文模型，如TOPMODEL。
第二和第三類流域分佈式水文模型相對而言比較容易實現。下麵將從理論上探討第一類流域分佈式水文模型的建立，研究重點放在徑流模擬上。因為，徑流模擬是水文模擬研究中最基本、最重要的一個環節，也是研究其它水文問題的基礎。如，人類活動（森林砍伐，地下水抽取等）對徑流的影響；水質和土壤侵蝕模擬；水文過程物理機製研究等。
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