京津冀地区是一个水资源缺乏严重的地区,面积约占全国的2.3%,人口总数约为全国的8%,国民生产总值约有全国的8.5%,但水资源却仅有全国的0.7%左右,京津冀地区高速发展,水资源问题是一个亟待解决的问题。一个地区的水资源作为一个变量,受到多种因素影响,其中气候变化是影响水资源变化的一个重要原因。本研究在统计1956～2019年京津冀地区65年降雨、气温、蒸发等数据的基础上,利用Mann-Kendall、小波分析等方法检验京津冀地区近65年气候变化规律的突变性以及周期性,结合京津冀地区水文地质条件的特点,通过参数识别与验证,构建了京津冀地区干旱-半干旱地理特征的地表-地下、山丘-平原耦合的物理分布式水文模型,确定2005～2019年为主要模拟期,结合研究区水循环中气象、边界、水库调蓄、人类活动等驱动因素,完成了大尺度下的京津冀地区地表-地下耦合水流数值模型构建的工作。依据“四水”转化解析成果,归因了影响京津冀地区水资源变化的重要因素,并利用全球气候系统模拟的气象数据,通过降尺度处理,提取了研究区未来气候变化格点数据,分析了区域2020～2050年气候变化趋势,确定了未来气候演变边界条件,实现了气候变化情景下京津冀地区山区-平原、地表-地下水未来30年的水资源量预测。得出的主要成果有:（1）识别了不同气候模式与京津冀历史气候变化趋势的匹配度,验证了降水和气温历史变化周期和未来变化周期的一致性。京津冀地区受人类活动影响较大,加上所处温度带的大范围控制,区域气候变化明显。对比分析京津冀山区与平原区气候数据可发现,山区气温多年平均值较于平原区低5°C左右,而在降雨量上,2000年以前山区与平原存在较大差异,最大差值有100mm,2000年之后,差距不断减少,逐渐呈现同一纬度带降雨量相似趋势。这一现象也反应了京津冀近十多年来积极开展生态建设、平原区水资源维护、退耕还林等措施产生了良好效果。（2）分析了影响京津冀地区水资源的影响因素,对于入境水量,由于上游地区产水量的减少和取用水量的增加,导致京津冀平原区的上游来水量衰减;地下水长期持续过度开采,使京津冀平原区地下水资源储量逐渐枯竭,地下水位持续下降,地下水漏斗广布,超采区几乎分布于整个平原区。土地利用变化,尤其是耕地范围内高耗水农作物面积的增加直接影响地下水的开采量,间接影响地下水资源的动态演变。（3）提出了MODCYCLE模型与全球气候模式数据自动衔接方法,拓展了MODCYCLE模型在未来情景预测应用中的适用性。通过分析研究区未来气候变化趋势发现,多种模式对未来气温的预测空间差异较小,在年平均上,RCP8.5情景的增幅要大于RCP4.5,说明辐射强迫对气温的影响较大,研究区气温空间分布与地形地貌保持了较强的一致性。（4）定量研究了未来气候变化对区域降水、土壤水、地表水、地下水各系统之间循环转化的影响,预测了京津冀地区“四水”转化过程的变化趋势,评价了平原区未来地下水采补平衡状况和水位动态。通过对比浅层地下水可以发现,到2030年时,与1956-2019年区域多年平均降水533.1mm相比,多个模式平均降水量将增加2.06%的基础上,山前平原区漏斗有明显改善,到2040年时,多个模式平均降水量将增加2.32%的基础上,地下水漏斗进一步得到缓和,到2050年时,多个模式平均降水量将增加5.34%的基础上,京津冀平原区地下水水位在部分地区出现降落漏斗,通过对比深层地下水可以发现,2030年时,深层地下水得到一定补给,但在天津入海口处仍出现降落漏斗,到2040年时,深层地下水得到进一步改善,这也说明了降水对区域深层地下水补给具有一定滞后性,到2050年时,深层地下水再次出现降落漏斗,分析原因为在2040-2050年之间降水量虽然有所增加,但在高蒸发量与农业开采下,地下水补给量依旧不足。图 [141] 表[18] 参 [183]