延河流域位于我国黄河流域中游,是黄河流域水土流失较为严重的区域,也是黄河流域水沙侵蚀的典型流域,深入研究该流域的径流输沙的变化特点,对黄河流域水土流失治理、土地利用的科学管理和规划具有重要意义。本文根据延河流域近50年来水沙实测数据分析了延河流域水沙变化趋势,然后利用Arc GIS平台建立了流域SWAT模型,并对流域1979-1990年的径流输沙进行了模拟,分析了SWAT模型在延河流域径流、输沙模拟上的适应性,在此基础上对模型的产沙模块进行了改进并重新模拟了产沙径流,比较了模型改进前后的产沙模拟效果,最后基于改进后的SWAT模型设置了多种极端土地利用与退耕还林决策情景,研究不同情景下径流输沙对土地利用变化的响应,本研究得出以下主要结论如下:（1）延河流域近50年来径流输沙总体呈下降趋势,且呈现较强的水沙一致性,Pettitt和M-K趋势检验结果表明,1960-2009年间延河流域径流和输沙突变的年份均为1996年,且径流和输沙可以分为4个阶段:1960-1969年属于径流和输沙的上升期;1969-1989年属于径流输沙波动变化期;1989-1996年属于径流输沙上升期;1996-2009年属于径流输沙下降期。产生径流输沙不同变化阶段的主要原因是水土保持工程实施进而引起了流域下垫面变化。（2）利用SWAT模型对延河流域甘谷驿水文站1979-1990年的逐月径流与输沙进行了模拟,其中1979年为模型预热期,1980-1986年为模型率定期,1987-1990年为模型验证期,月径流模拟率定期和验证期的R2分别为0.76、0.73,NS系数分别为0.53、0.72。月输沙模拟的率定期和验证期的R2分别为0.5、0.63,NS系数分别为0.47、0.55。表明SWAT模型对延河流域地的月径流模拟上具有较好的适用性,但在月输沙模拟上还需提高。（3）利用流域实测水土保持数据对SWAT模型的产沙模块中P因子的计算方法进行了改进,改进后的模型月输沙模拟率定期（1980-1986）和验证期（1987-1990）R2分别为0.53和0.71,较改进前分别提高了6%和12.7%,NS系数分别为0.51和0.58较改进前分别提高了8.5%和5.5%。（4）耕地面积的增加会导致流域固水固沙能力下降,而林地草地面积的增加能增强流域的固水固沙能力。在耕地转换为林地情景和耕地转换为草地情景下径流量分别减少了12.6%和10.7%,输沙量分别减少了57%和53%,在林地草地转换为耕地情景下径流量增加了19%,输沙量增加了83%。对流域25°以上耕地实行退耕还林（草）,流域的径流量分别减少2.5%和2%,输沙量分别减少14.3%和11%,对15°以上的耕地实行退耕还林（草）,流域的径流量分别减少6.12%和4.8%,输沙量分别减少31%和23%。