渭河作为黄河的第一大支流,在气候变化影响下水文循环不断加剧,近年来水文情势在深度和广度上都发生了巨大的改变。渭河流域关中段作为农耕文明源远流长的地区,人类活动渗透到区域水文循环的方方面面。本文以渭河流域关中段为研究对象,分析水文循环要素变化特征和原因,采用SWAT分布式水文模型,模拟径流变化,分别分析影响径流的气象因子和土地覆被因子。主要得到以下结论：1.定量的探索和揭示了水文循环要素变化特征及影响因素：①太阳辐射可以深刻的影响地表蒸发能力,从而改变水量平衡过程。研究表明研究区年太阳辐射呈现下降趋势,递减率为1986MJ/(m3·a),出现了“变暗”趋势,定量分析得到影响太阳辐射的最主要气象要素为日照时数。②降水是自然界水循环过程中最为活跃的因子,诸多特征值对水文循环过程有着不可忽视的重要作用。定量分析了研究区降水频次,认为：年降水量与强降水频次具有较高的相关性,与年降水频次的相关性不高。③潜在蒸散发参与到水文循环的物质运移和能量转换中。定量分析表明研究区1955-2012年潜在蒸发量呈现降低的趋势,线性倾向率为9.16mm/10a。相应时间序列内的平均气温呈现出增加的趋势,线性倾向率为0.39℃/10a,存在“蒸发悖论”现象。研究结果表明对潜在蒸散发影响最为显著的气象要素为：平均风速、日照时数、日较差。④实际蒸散发在水文循环对气候变化的响应研究中具有重要的指示意义。研究发现1980-2012年,研究区实际蒸散发呈现下降趋势,与降水呈现较好的线性关系,实际蒸发量受到降水量的控制。⑤径流是降水和蒸发之后地表水的一种存在状态,对降水和蒸发变化有着显著的响应。月尺度上,高斯函数拟合的径流量呈现正态分布趋势。多年尺度上径流量处于不断下降趋势。基于P-III型皮尔逊曲线的水文频率分析得到Cv值介于0.4-0.8。2.应用SWAT分布式水文模型,在月尺度和年尺度上模拟了研究区的径流,得出结论：对月尺度的模拟要优于年尺度的模拟效果。同时定量区分了气候变化和人类活动对径流量的影响,研究结果表明,气候变化对径流的影响占到30-%40%,而人类活动对径流的影响占到60%-70%。3.针对气候要素对径流变化的影响,论文采用基于气候弹性系数、基于干旱指数以及基于Budyko曲线的径流敏感性评价方法,对渭河流域关中段的径流敏感性进行定量评价。三种研究方法得出一致结论,认为降水量是径流变化的最敏感因子。基于气候弹性系数的径流敏感性分析结果表明,径流对降水的气候弹性系数介于0.035-2.84之间,即10%的降水变化率会引发0.35%-28.4%的径流变化率。基于干旱指数的径流敏感性分析结果表明,干旱指数变化10%,径流将发生14%-25%%的变化率。基于Budyko曲线的径流敏感性分析结果表明,10%的降水增加量会引起17%的径流量增加量,10%的潜在蒸散发增加量会引起6%的径流增加量。4.针对土地利用覆被变化对径流的影响,在SWAT模型的基础上,考虑不同土地利用覆被情景下的径流响应值,划分出不同等级的径流敏感性区域。通过设置情景类型,利用分布式水文模型来模拟不同土地利用覆被情景下的径流量。模拟结果发现,在径流总量的变化上,不同土地利用情景对径流的影响程度存在较为显著的差异：耕地覆被情景(S3)>草地覆被情景(S2)>林地覆被情景(S1)>最优组合覆被情景(S4)。5.根据土地利用覆被下的径流响应评价结果,考虑流域水系、土地利用覆被以及降雨量等因素,在SWAT模型划分的流域响应单元基础上,以渭河流域关中段2000年土地利用现状图为基准,对渭河流域关中段的径流响应程度进行分区,共划分5个区：极敏感区、高度敏感区、中度敏感区、轻度敏感区以及一般敏感区。