本书从天山山区关键水文过程物理机制分析入手，系统地开展了高寒山区流域层次型空间离散方法、冻土活动层蓄水容量变化影响下的产流模式与复杂地形区冰雪消融计算模式等问题的研究。提出了子流域-高程带-基于土地利用及坡向复合式HRU的高寒区流域空间离散方法；考虑冻土活动层变化对流域蓄水容量和实际蒸发的影响，发展了考虑高寒区不同土壤类型及累积积温的动态蓄水容量计算方法，提出基于动态蓄水容量的冻土蓄满产流模式；建立了综合考虑太阳辐射、气温因素的冰雪消融量空间计算方法；最终构建了能刻画土壤冻融作用及冰雪消融高空间异质性的分布式寒区水文模型，模拟分析了天山北坡玛纳斯河上游不同时间尺度下产流过程的空间格局，探明了冰川产流、裸冰产流对总产流贡献率的时空变化规律。