碧流河是大连地区最大的河流,在碧流河水域体系中发挥着重要的调节作用。气候变化对流域水文过程的影响成为目前一项新的研究课题。应用流域水文模型模拟预测气候变化对流域径流的影响,对于碧流河流域的防洪防旱规划和水资源长期开发利用具有重要的理论与现实意义。本研究从气候变化对流域径流的影响出发,利用碧流河流域1978~2005年的水文气象资料,为避免单一分析方法的不确定性,本文采用4种方法分析了碧流河流域近30年的气温、相对湿度、日照时数、最大最小温度、风速及湿度变化趋势及其突变特征。得到研究区发生气候突变及气候变化显著的气象因子主要为最低气温及最高气温。因此,本文以碧流河流域作为研究对象,将气温作为SWAT模型气候模式的影响因子,将流域划分出145个水文响应单元,从而模拟流域径流,以该流域1978~2005年共28年的逐年、逐月、逐日实测径流数据,得到该流域模型敏感参数范围。SWAT模型的径流模拟结果表明:在该流域SWAT模型表现处了较好的模拟精度,实测径流与模拟径流的Nash系数和R~2均超过0.85,SWAT模型能够较为准确的对该区域的径流变化进行的评价与分析。为了进一步确定气候变化条件对碧流河水库流域的水文情况的影响。本文采用四种气候模式,将模拟的1978-2005年气温、降水因子与实测值进行对比,分析各模式对气温、降水模拟的精度,并且模拟出了四种模式下在RCP4.5情景下2006~2040年碧流河水库流域的未来气候变化情况。结果表明:(1)HIRHAM5与ICHEC-EC-EARTH模式对最低气温和最高气温的总体预测效果最好,其他三种模式预测精度也较高,四种模式对最低气温和最高气温的模拟相关系数都在0.88及以上,可满足实际需求。(2)Reg CM4、CCLM5-0-2与ICHEC-EC-EARTH模式对汛期日降水的模拟精度较全年高。四种模式对降水总量的模拟精度都较高,尤其偏差都较小,其中仍是Reg CM4、CCLM5-0-2与ICHEC-EC-EARTH模式对汛期降水总量的模拟精度较全年高。在以后的模式研究中,要考虑不同模式对不同时间段模拟的精度,挖掘不同模式的优点,进行多模式融合。(3)RegCM4对大雨、暴雨与大暴雨的模拟效果较其他模式都最好,CCLM5-0-2与MPI-M-MPI-ESM-LR模式对中雨的模拟效果最好,四种模式对小雨的模拟效果都较差,表现为模拟次数过多,且总量有偏差。(4)输入四种模式的RCP4.5情景,得到流域未来气候情景。结果表明四种模式下,流域未来最低气温、最高气温与降水量均呈上升趋势。(5)Reg CM4模式得到的径流模拟值与实测值之间的相关性最好,尤其对月径流的模拟,相关性为0.59,CCLM5-0-2与MPI-M-MPI-ESM-LR模式得到的径流量精度较高,尤其对于径流总量预测的偏差很小,可满足实际。因此,本文可根据RegCM4模式预测流域未来径流变化趋势,根据CCLM5-0-2与MPI-M-MPI-ESM-LR模式得到流域未来径流总量变化趋势。(6)RegCM4模式得到流域未来径流总量呈增加趋势,在2023、2030年径流总量达到最低值。由CCLM5-0-2与MPI-M-MPI-ESM-LR模式得到流域未来2006-2040年划分为两个时段即2006-2023与2024-2040年,得到两个时段的模拟年平均径流总量分别为331.00 m3/s与344.13m3/s,模拟汛期平均径流总量分别为169.69 m3/s与187.05m3/s。(7)利用这四种气候模式输出作为SWAT模型输入进行径流模拟的模型判定系数较低,表明气候模式与SWAT模型耦合不成功,气候模式的模拟效果需要进一步提高,气象观测数据仍是目前更有效的输入数据。