流域河网水系是一种树状结构。水利、地理和数学领域对河网的拓扑和几何结构进行了大量研究，形成了分级统计律、自相似理论、随机游走模型等理论成果，但还不具有系统性。本书一方面基于数学推导证明了河网分级统计律和随机自机似理论的等价性，提出了统一的河网拓扑结构模型，另一方面通过提出真实河网的自相似模拟方法，统计了大量真实河网的拓扑、几何和能量特征，给出了真实流域的几何规律，初步提出较为完整和独立的流域几何学理论体系。本书首先介绍河网分级统计律、河网自相似律和两者间的等价性，提出河网的自相似模拟方法；随后介绍流域平面参数和能量参数的统计模型；最后采用实测数据对河网拓扑结构和流域特征参数的统计规律进行验证。