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本文在对Volterra泛函模型与ANN模型进行一致性研究的基础上，提出了基于Volterra泛函结构的神经网络水文模型（VNNH）。VNNH模型吸取了Volterra模型和ANN模型的优点，克服了它们的不足之处。VNNH模型设计了一种多项式的激活函数，克服了Volterra模型求解高阶核函数的困难。并利用自组织神经网络算法确定VNNH模型隐含层神经元的数目；根据Volterra模型的结构由流域的单位线确定VNNH模型的初始权值。将VNNH模型应用于两个实际流域的洪水模拟和预测中，取得了较为满意的结果。