目的:中国新疆为内陆河流域干旱区,山盆相间的地貌格局形成了以山地—绿洲—荒漠三大生态系统为基本特征的特殊地貌。河川径流起源于山区,在绿洲区传输与消耗,耗散于荒漠。形成于高寒山区的径流是流域中下游绿洲区经济带健康发展的助推器。玛纳斯河流域是我国四大灌溉农业区之一,随着流域绿洲区经济带的蓬勃发展和“三条红线”用水指标的提出,流域水资源供需矛盾日益突出。在此背景下,开展玛纳斯河流域产流区径流模拟研究对流域水资源总量控制和区域用水可持续发展具有重要意义。方法:本研究首先通过对流域水文气象数据的构建分析,探究产流区水文气象要素时空演变规律,分析水文气象要素的突变性及周期性。其次通过结合产流区土地利用变化、土壤类型、DEM以及河网等数据,构建分布式水文模型MIKE SHE,模拟玛纳斯河流域产流区径流变化过程。最后将CMIP5计划中的GFDL-ESM2M全球气候模式输出结果导入MIKE SHE模型,模拟未来四种不同碳排放情景下产流区径流变化。主要研究结果如下:结果:（1）下垫面方面。产流区主要包含11种土地利用类型和8种土壤类型,其中土地利用类型中的裸岩石质地和高覆盖度草地所占比重最大,其面积均大于1000km~2;永久性冰川雪地、有林地、中覆盖度草地和低覆盖度草地的面积在150-600km~2之间;而灌木林、疏林地、湖泊、滩地以及旱地的面积所占比例最小,其面积均小于40km~2。8种土壤类型中所占面积最大的是永冻薄层土,面积为2498.73km~2;面积最小的是石灰性冲积土,仅为15.88 km~2。（2）水文气象方面。产流区年降水量从南向北递减,区域55年内的平均年降水量在259.81～683.34 mm范围内,存在8-12a的周期变化规律;气温从南向北依次递增,区域55年内的年平均气温在5.57℃到零下10℃之间,存在12-17a和20-25a的周期变化规律;径流量在1995年左右发生突变,14-22a是产流区径流周期变化的第1主周期。（3）水文模拟方面。建立的分布式水文模型MIKE SHE在日尺度和月尺度上较为准确地再现了流域的水文过程。日尺度校准期间（1991-2010）:NSE=0.78,R~2=0.85,RSR=0.47,验证期间（2011-2015）,NSE=0.75,R~2=0.78,RSR=0.48;月尺度校准期间（1991-2010）:NSE=0.82,R~2=0.91,RSR=0.43,验证期间（2011-2015）,NSE=0.82,R~2=0.87,RSR=0.42。三个性能参数（NSE、R~2和RSR）在校准与验证期间皆表示模拟结果良好,所构建的MIKE SHE模型可用作后续的研究与应用。（4）未来水资源量方面。基于GFDL-ESM2M气候模式提供的四种碳排放情景下的气象数据,构建产流区MIKE SHE模型,用来模拟未来气候条件下产流区的径流变化。结果显示:产流区的气候变化接近于RCP8.5碳排放情景,2021—2099年的年均可利用水资源量为13.51×10~8 m~3。结论:MIKE SHE模型在以玛纳斯河流域为代表的干旱区内陆河流域具有良好的适用性,流域未来的年均可利用水资源量为13.51×10~8m~3。