气候变化已经成为全世界共同关注的重大问题,对气候变化问题的分析、研究十分活跃,但是气候变化具有较强的区域特性。分析、研究水文水资源对气候变化的响应,对于理解和解决气候变化可能引起的与水文水资源系统的开发利用、规划管理、运行管理、生态平衡、环境保护等问题具有非常重要的现实意义和理论意义。北京是一个严重缺水的城市,人均占有量仅为世界平均水平的4%,密云水库作为北京唯一的地表水水源地,随着水源地保护和环保投入,点源污染基本得到控制,非点源污染特别是农业非点源污染现已成为影响密云水库水质的主要因素,因此分析、研究气候变化影响下密云水库流域非点源污染负荷的变化,对流域水资源保护和政府部门相关政策的制定具有非常重大的现实意义。本研究通过对流域内四个气象站1961-2000年40年的气象资料分析,采用统计分析和线性回归的方法,预测流域气候变化趋势,并分别从任意情景设置和长系列历史资料两方面确定了25种气候情景(5种温度变化和5种降雨变化的组合情景)和三个水文情景年(丰、平、枯水年)。建立密云水库流域模型数据库,包括流域的空间数据(DEM.土地利用等)和属性数据(降雨、日照时间、风速等),利用HSPF模型,在完成对模型的径流和营养物质进行校准、验证后,将选定不同气候情景和不同水文情景分别带入到建立的潮河流域和白河流域的HSPF模型中,模拟密云水库流域不同气候变化情景下水质、水量的变化。主要结果如下：(1)流域降雨呈现总体减少趋势,年降雨变化率-5.3mm/10a,尤其是在夏季,降雨减少趋势最大,为-12.45mm/10a:虽然其他季节的降雨呈微弱增加趋势,但是密云水库流域的降雨量主要集中在夏季,因此夏季降雨减少是导致流域降雨减少的主要因素。(2)降雨改变对流域内雨强为大雨和暴雨出现次数影响最大,因此降雨量改变对径流变化量影响较大,增加20%降雨,能增加73.37%的径流量,总氮负荷约增加70.8%、总磷负荷约增加78.3%；而减少20%降雨会减少56.34%的径流,总氮负荷约减少55.29%、总氮负荷约减少57.2%；气温变化对径流和水质负荷影响不是很明显。(3)从水文年对比来看,潮河流域丰水年径流量是枯水年的3.1倍,总氮、总磷负荷则分别是枯水年的2.9倍、3.5倍,白河流域丰水年径流量是枯水年的4.6倍,总氮、总磷负荷则分别是枯水年的5.6倍、8.5倍,且年内非点源污染负荷主要集中在汛期。虽然降雨呈现逐年较少的趋势,但是密云水库流域降雨年际波动较大,丰水年作为流域非点源污染的关键年份,对未来极端天气出现时流域的非点源污染的防治有极其重要意义。