HIMS(Hydro-Informatic Modeling System)是一个基于水文模块化框架的水文综合模拟系统，系统最大的特点是能够实现流域水文模型的灵活定制。HIMS系统在实际应用中主要面临的两个方面的问题:一是水文模块的选择，二是如何在无测站流域进行应用。论文通过在全国四个典型气候区开展水文模块化比较，构建了四个典型气候区水文模型。在模型构建基础上，对比了无测站流域径流估算常用的三种参数区域化方法。最后，基于集合预报技术对参数区域化方法进行了改进。主要研究内容及结论归纳如下:　　(1)模型模块化比较的主要结论:模型模块化比较结果表明，新疆天山地区，添加融雪径流模块能够显著的提高径流模拟精度;添加截留模块对两个高森林覆盖度流域（松花江流域和鄱阳湖流域）日径流过程模拟精度的改善效果很小;超渗机制产流模型在所有的气候区都有很好的适用性，而蓄满机制模型在干旱与半干旱地区适用性较差;干旱地区（新疆天山地区），基于非线性蒸散发公式的径流模拟效果明显优于线性蒸散发公式，而在其它三个气候区，二者差别不大;干旱与半干旱区，基于双层地下水存储结构比模型径流模拟效果明显单层地下水存储结构模型，马斯京根法流域汇流的径流模拟结果要优于线性水库方法，而在湿润与半湿润地区，不同计算方法之间差别不大。　　(2)构建模型与现行模型比较结果结果表明，构建的流域水文模型能够用更少的参数获得与已有现行模型相当甚至更好的径流模拟结果　　(3)在定制模型的基础上，开展三种参数区域化方法（空间临界法、属性相似法和参数回归法）的比较研究。在干旱与半干旱区，空间临界法径流模拟效果最好，属性相似法次之，参数回归法效果最差。而在湿润半湿润区，属性相似法最好，空间临界法次之，回归法最差。　　(4)基于集合预报的技术提出一种改进的参数移植方法，该方法是将在参考流域的多组校正参数移用到目标流域，进而生成径流预报集合，再通过对模型预报集合进行数据融合得到一组确定性的预报结果。与传统方法相比，改进的参数移植法能够明显提高半干旱与干旱流域径流模拟效果。