本发明提供了一种基于蓄水容量曲线和TOPMODEL的流域水文模型的设计方法，其步骤为：地表产流的计算；地下产流的计算；蒸散发计算；水量平衡方程的应用；汇流机制；等流时线的生成；土壤湿度的动态可视化表达；NoahLSM的耦合。本发明其模拟确定性系数高，对日径流过程和次洪过程的模拟均优于半分布式模TOPMODEL和新安江模型以及分布式水文模型ESSI、HEC-HMS、SWAT，克服了传统流域水文模型往往不适于大尺度及干旱半干旱条件下水文过程精确模拟的缺点。本发明模型还成功地与NoahLSM耦合，提高了业务天气预报模式GRAPES-MESO对降水、土壤湿度和径流的预报能力。