研究气候变化和人类活动对于水文水资源的影响，不光是当前及未来水文科学的热点，而且对于指导水利工程设计、维持河道健康发展及人类生产、生活用水保障等均具有巨大的现实意义。近30年来，黄河流域径流量呈下降趋势，尤以中游下降最显著，研究变化环境对黄河中游典型流域径流的影响机理具有重要性和紧迫性。　　本文以窟野河流域作为研究对象，基于水文气象观测资料，分析窟野河流域各水文气象要素的变化趋势，并结合遥感数据，分析了流域不同时期的土地利用类型和植被覆盖度的变化情况，基于野外人工降雨入渗产流机理的研究，建立适用于窟野河流域的分布式水文模型（包括HIMS分布式日模型和LCM分布式暴雨洪水模型），通过改进弹性系数法（基于Budyko水热耦合理论和傅抱璞解析公式构建）和水文模型方法，定量分离并评价气候变化和人类活动对于年径流和场次洪水要素的影响，并结合实地调查，利用人工降雨试验结果、Budyko水热耦合理论、水文模型法，从水量和能量两个角度分析气候变化和人类活动（主要是植被变化）对河川径流的影响机理。主要成果如下:　　(1)分析了窟野河流域1960～2010年的降水、蒸散发和径流的时空变化特征。窟野河流域年降水量呈现微弱下降趋势，降水量在空间上呈现出由流域西北部向东南部递增的趋势;流域年均潜在蒸散发呈现显著的下降趋势，在1992年附近存在一个突变点;流域年均实测径流量显著下降，且存在1979年和1998年两个突变点。　　(2)通过1978年、1998年和2010年3期的土地利用和植被覆盖的遥感解译图的分析表明:草地、耕地和林地是最主要的三种土地利用类型，各类土地利用面积的变化并不显著，但是植被覆盖度呈显著增长趋势，尤其是1998年以后增长速度更是明显，整个流域的平均植被覆盖度在1978年、1998年和2010年分别约为21.2％、29.6％和43.8％。　　(3)基于野外人工降雨试验，分析了流域产流特征，确定流域典型的降雨入渗损失参数的范围和空间分布。流域产流以超渗产流为主，初损历时随雨强的增大而减小，二者之间满足幂函数关系;土壤平均入渗率与雨强的关系满足刘昌明等提出的幂函数形式的下渗公式。不同的土地利用类型下，平均入渗率和稳渗率均表现为:柠条地＞草地＞苜蓿地＞豆地＞裸地。　　(4)利用分布式水文模型法（HIMS模型、LCM暴雨洪水模型）和考虑植被变化的改进弹性系数法，定量分离并评估了气候变化和人类活动对于多年径流和场次洪水的影响。人类活动（主要是植被变化）是径流减少的主要因素，其次是降雨的作用，最次是潜在蒸散发的作用。植被削减洪峰流量作用明显，对洪水过程具有平坦化的作用，延缓洪水上涨历时，并增加壤中流和基流量，并延长出流时间。　　(5)从水量和能量的角度，分析了气候变化和人类活动对于径流的影响机理。气候变化中的降水要素是径流和流域蒸散发水量的直接来源，其直接作用于径流，从水量的角度直接改变径流量，而气候变化中的温度、风速和太阳辐射等，是通过改变能量而决定大气湍流运动的频率，进而直接决定着热量和水汽垂直输送通量的大小，以垂向水量的增减来间接改变径流的;而人类活动是通过改变下垫面的垂向通透性、水平方向介质的连通性、界面对水流的阻力等，使得界面对降水的分配作用改变，使得垂直方向的水量和水平方向上的水量进行转换，进而改变径流量。