水资源状况有许多相互关联的因素,包括地理、降雨、湿度、气温、土壤和植被类型、土地利用率和土地覆盖率等。因此,了解流域当前的生态水文过程以预测未来气候及其对水文状况的潜在影响至关重要。本论文研究流域涉及埃塞俄比亚20%以上的地理区域、50%的年径流、25%的人口以及该国40%以上的农业生产力。河流上游源头（Abbay）盆地拥有丰富的土地和水源。然而,土地面积小、土地破碎化、土壤和土地退化、作物减产、人口增加、气候变化、土地荒漠化以及上游-下游用水量增加,使得该流域承受着巨大的生态环境压力。生态水文变化可能导致Abbay流域的水文气候特征、生态、生态系统和环境条件发生变化。因此,对流域系统进行科学规划和管理,有必要识别、表征生态水文相关过程,来预估Abbay河流域（ARB）的未来流量变化。在本文研究中,使用 Mann-Kendall、Innovative trend analysis technique（ITAM）、Sen’s slope估计测试和统计分析方法对流域内选定站点的年降雨量、气温和河流流量的预期趋势进行了分析。其中,使用遥感、GIS分析、土地利用/覆盖/覆盖分类和植被检测方法调查土地覆盖和植被状况,使用统计分析以及分析和综合方法研究了流域的水和环境管理。使用 Innovative trend analysis technique、Mann-Kendall 和 Sen’s slope 测试,评估了五个地点的年平均温度、年平均降水量和径流变化率的变化。Assoa（Z=0.71）、B ahir Dar（Z=0.13）和 Gonder（Z=0.26）的年降水量减少,但 Nedgo（Z=2.45）和 Motta（Z=1.06）的年降水量显着增加。Assosa（Z=5.88）,B ahir Dar（Z=3.87）,Gonder（Z=4.38）,Nedgo（Z=4.77）和Motta（Z=2.85）的年气温显着上升。过去36年（1980年至2016年）的年平均气温上升了 0.2℃,并且在埃塞俄比亚北部的半干旱地区存在异常高温的现象。研究流域的土地覆被和植被都很容易受到气候变化的影响。本研究还对36年（1980-2016年）间选定流域站的气候变化动态进行了研究。采用Mann-Kendall和Sen的斜率估计检验对年平均降水量和气温变量进行了研究。利用遥感、GIS分析、土地覆被分类和植被检测等方法,对13年（2001-2013年）间Abbay河流域的土地覆被和植被进行了调查。利用NDVI、EVI和Transformation matrix评价了气候变化对土地覆盖和植被的空间和时间变化的影响。数据显示,36年来,年平均气温显着升高（=0.12,Z=0.75）,气温上升0.5℃,降水量略有下降。13年间,森林面积和水体面积分别减少3429.62平方公里和81.45平方公里,而草地（2779.33平方公里）、农业用地（535.34平方公里）、裸地（43.08平方公里）、城市用地（0.65平方公里）、和湿地（152.66平方公里）面积均有所增加。校准和验证结果表明,所采用的水文模型（VIC版本）能够充分反映研究流域的水文响应,可用于进一步的分析。采用Monte Carlo自动标定方法,利用NSE和BIAS对标定结果进行评价。在整个校准和验证阶段,该模型捕获了水文图的整体组成部分。由于模型结构的复杂性和输入数据的不确定性,会导致峰值流量被高估,低值流量被低估。该模型使用观测径流数据进行校准,可能导致洪峰流量。因此,未来可能需要更多的观测事实单元来校准版本并提高模拟性能的准确性。当整合五个气候模型时,预测的水资源的结果也具有多样性,多模式集合数据显示,流域年平均径流深度在北部山区显著增加,在低地增加幅度较小,在流域中部减小。在这三种情况下,年平均流量统计均呈现出随时间增加的趋势。在RCP4.5情景下,Megech、gilgel Abbay和Temcha子流域的年径流量分别比基线时期增加了 25%、33.3%和10%,总的趋势向好。尽管在这三种天气情况下,7月份的月平均径流减少了 20%以上。在大多数气候模型和排放情景下,Gilgel Abbay和Temcha流域的径流量预测值一直在减小,这可能是由于季节性流量的削减。然而,所有排放情景和气候模型都预测到,Megech流域的长期年平均流量将会上升。对气候变化预测下的水能潜力的研究结果表明,在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下,基线水能潜力分别为907.3106 kw h、989.6106 kw h、1049.2106 kw h和977.6106 kw h。虽然全年整体上升,但在雨季下降。从长远来看,为提升和开发水能资源潜力,必须在中上游长期建设梯级水库。总体而言,该分析结果表明,未来的径流变化以及水资源的区域和时间格局应在不同程度上进行预测。2013年,盆地南段的NDVI和EVI指数下降了 0.1。研究结果表明,生态水文学发生了重大变化,对生态环境造成了破坏。气温上升趋势和降水减少趋势等水文气候变化对流域土地覆盖和植被的影响更大。土地覆被变化主要是由全球和局部气候变化以及人为活动引起的,并对流域的水文气候和生态水文系统产生重大影响。研究人员可能获得更多关于研究区域的生态系统、土地、水和气候动力学的互作信息研究结果。研究指向了一种水文气候的变化趋势,即气温升高而降水减少,从而影响了Abbay盆地的河流流量,造成下游土壤水分含量、土地和植被覆盖度变化。它导致了生态水文过程的重大改变,进而危害环境。而人类活动正是导致上述变化的原因。在Abbay河流域,将水文和生物过程纳入长期的流域管理至关重要。为了保护流域环境,应该制定特定的保护计划,使更多的土地得到保护。此外,研究区域大量的农田、家庭、医疗部门、机构和企业的废物,导致Abbay河流域已严重枯竭。本研究利用定性方法了解Abbay河污染的现状及其对环境可持续性的影响。研究结果揭示了当地存在知识缺失、政策差距和监管限制。故而,以生态系统服务为导向,形成坚实的平台,实施最优的环境政策,实施河流修复,规范并维持适当的环境压力。为了了解历史变化并预测未来发展趋势,研究预期气候变化下的径流行为以及分析过去几十年的水电趋势至关重要。陆地表面模型是另一种更好地理解河流动力学的方式。本研究采用变入渗能力（VIC）模型对径流进行模拟。为了获得最佳拟合参数,进行了 1000轮校准。对三种排放情景（RCP 2.6、RCP4.5和RCP 8.5）的模拟结果表明,年平均径流的统计量随时间上升。特别地,在RCP4.5情景下,Megech、gilgel Abbay和Temcha子流域的年径流量分别比基线期提升了 25%、33.3%和10%。此外,本文还定性评价了影响流域生态水文过程的重要环境触发因子,探讨了生态水文过程与流域水文气候的关系。