本文以西北黄土区蔡家川流域为研究对象,本着模型科学化、管理精细化、功能模块化、信息网络化的设计思路,完成数字蔡家川场降雨径流模型构建、三维模拟、管理系统开发及网络发布。首先,基于蔡家川流域DEM和QuickBird卫星遥感影像,以GIS、RS作为技术支撑,提取出了蔡家川流域水文地形因子、土地利用现状；通过改进前人分布式水文模型分别实现了对场强降雨过程的林冠截留、枯落物截留、土壤下渗及产汇流四个过程数学模型构建和计算,经与11场降雨实测数据对照证明模型具有较高的精度,各个分量过程模型相对误差均小于30%,整体模型相对误差为38%,能较精确地模拟降雨过程中的真实径流量；其次,基于Virtual GIS、ArcScene平台实现了对场降雨产汇流过程的三维虚拟仿真模拟,使以往的降雨过程能进行重演、未来的降雨过程能进行预测,为制定相应的水土保持措施提供了科学的依据；再次,利用.NET平台Visual C#,联合ArcGIS Engine推出了场降雨径流分析模拟系统(Rain),此系统能一站式完成流域场降雨径流情况的计算及三维模拟；最后,利用WebGIS技术,实现了对场降雨径流研究进展发布和数据网络共享,便于更大范围的科研工作人员及大众获得相关的技术支持及分析数据,并可以通过网页学习相关场降雨径流资料及水土保持的科普知识,提高人们对水土保持工作的认识及生态环境保护意识。