IPCC第五次报告指出,气候的变化速度比过去估计的更快,未来人类将面临更加严重的气候形势。因此,科学的把握气候变化规律,掌握流域内水文循环过程及变化规律,对人类未来的包括水资源利用在内的生活及可持续发展有重要意义。本文选择SWAT水文模型,基于ARCGIS9.3软件,建立大沽河流域SWAT水文模型,对大沽河流域进行了地表径流模拟,研究的主要内容及成果如下:(1)本文通过调查研究大沽河当地地形、土壤气候等基本因素,建立了大沽河流域的空间数据库、气象数据库、土壤数据库等属性数据库。(2)将研究流域的DEM图,土地利用图,土壤图以及气象站和气象数据导入SWAT模型中,经过划分子流域与水文响应单元、土地利用及土壤覆盖、导入气象数据以及生成编辑输入文件并运行,初步建立SWAT水文模型。(3)根据大沽河流域南村水文站以及张家院水文站1986~2000年的实测径流资料,运用SWATCUP-2012软件对本模型最敏感的参数进行调参校核,结果表明模拟结果较好,决定系数(R2)均高于0.8以及纳什效率系数NS均高于0.7,均满足要求。这表明本模型可以较好的模拟本研究区域的水文模拟。(4)基于上述研究结果,本文运用历史反演法,重新建立基于2000年土地利用的SWAT模型,并运用极端土地利用的方法又建立了三种极端土地利用与覆被情况下的SWAT模型。将2001年~2003年的气象数据输入模型,并对输出的月径流结果进行分析。研究结果表明:采用2000年土地利用数据的模拟结果较模型本身采用1986年土地利用数据的模拟结果径流量增加。三种极端土地利用/覆被情况下所产生的径流均发生了变化。其中林地及耕地面积的增加会减少地表径流量,草地的增加会增大地表径流量。(5)本文运用气候变化研究中普遍采用的假定情景法,对2001年~2003年的气象资料进行改变。其中对温度分别减少1℃、2℃,增加1℃、2摄氏度。对降雨量分别减少20%、10%,增加10%、20%。将上述情景模式两两组合,加上气候不变化的情景,共建立了25种气候模式。研究结果表明:温度升高会减少地表径流量,温度降低会增加地表径流量。降雨增加会增加径流量,降低会减少径流量。在温度降低2℃、降雨增加20%的情况下,地表径流量将会达到最大值。相反,当温度升高2℃,降雨减少20%,地表径流将会达到最小值。综上所述,本研究为研究大沽河流域径流提供了一个合理的模型,此模型在今后大沽河流域水文研究中可以提供包括径流预测的多种模拟结果。通过对土地利用及气象变化的模拟结果分析也为该流域今后的可持续发展及水资源的合理分配提供了现实意义。