本成果属2004年湖北省自然科学一等奖。

水是支撑地球生命系统和经济社会发展不可替代的资源。洪涝灾害、水资源短缺和水环境问题都与变化环境下流域水循环系统的过程、空间变化与响应机理联系，有内在的复杂性。为了研究水文现象的复杂性和流域水文规律，水文非线性系统方法论得到了发展。水文系统非线性是地学系统水文学中的世界性难题，项目组自1981年以来，在国家和部委基础创新研究课题的支持下，二十多年长期坚持流域系统水文非线性的科学研究与探索，从理论上，发现了一种“复杂关系中的简单关系”科学方法论，找到了能够模拟复杂非线性过程的简单时变增益系统理论与模型，革新水文非线性模型方法，研究成果处在国内外同类研究前列；提出了流域分布式时变增益水文模型，发展了系统水文学非线性模拟的理论与方法，为半湿润半干旱地区定量分析人类活动和气候变化的影响，提供了新的途径；建立了水文非线性系统理论体系，出版国内第一部《水文非线性系统理论与方法》论著。    该项目研究成果促进了地学中系统水文学发展，并应用到黄河“973”项目、国家自然科学基金重点项目、长江三峡前期专项研究、以及华北和西部等典型流域国际合作项目，为国家需求和国际前沿研究计划做出贡献。