河川径流变化直接影响流域生态质量和区域社会经济发展,随着全球气候变化加剧,加强河川径流预测有利于区域未来水资源的有效管理。因此,本文以西北典型干旱区内陆河—石羊河上游流域为例,运用可变下渗能力（Variable Infiltration Capacity,VIC）模型,对其径流变化进行模拟和预测。首先,通过率定模型和模型精度验证得到适用于本研究区的VIC模型;其次,利用QDM（Quantile Delta Mapping）统计降尺度方法对全球气候模式（GCM）所模拟的大尺度气候模式数据进行降尺度处理,选取MIROC-ESM模式的RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5排放情景,对未来（2019-2079）气候要素变化进行分析;最后,以预估的气候数据驱动校验后的VIC模型,并预测未来气候变化背景下,石羊河上游出山径流量、地表径流量和基流量的变化趋势。主要结论如下:（1）VIC模型在各支流（西大河、东大河、西营河、金塔河和杂木河）的流量模拟效果较好,基本反映了月流量的变化趋势,且洪峰出现的频率较吻合,说明模型能够较好地描述研究区的水文过程。其中,西大河、东大河和西营河的模拟效果优于金塔河和杂木河。（2）基准期出山径流变化特征:年际尺度上,除金塔河和杂木河径流量减少外,总支流和其余各支流均增加。季节尺度上,总支流和各支流季节径流量在秋季和冬季均增加,而春季和夏季变化趋势不尽相同。各支流中,东大河春秋冬季径流量均最大,西营河夏季径流量最大,各季节中金塔河径流量均最小。年代尺度上,西大河、东大河、西营河、杂木河和总支流年代平均径流量最大值与最小值均分别出现在2000s和1990s,金塔河则分别出现在1980s和2000s;各支流径流丰水期均多出现在1980s和2000s,枯水期多出现在1990s。（3）预测期出山径流变化特征:年际尺度上,各支流径流量、地表径流量和基流量在RCP2.6排放情景下均减少,在RCP4.5和RCP8.5排放情景下均增加。相较基准期,各支流径流量和地表径流量均在RCP8.5排放情景下的第三时段(PIII:2060-2079)增加最多。其中,径流量以杂木河增加最多（0.5518×10~8m~3）,地表径流量以西营河增加最多（0.6145×10~8m~3）;就基流量而言,三种排放情景下,西大河和西营河均低于基准期;金塔河和杂木河均高于基准期。季节尺度上,RCP2.6排放情景下,就径流量而言,总支流和各支流分别为:春夏秋下降、冬季增加和春秋下降,夏冬波动变化;就地表径流量而言,总支流和各支流分别为:春秋冬下降、夏季增加和春秋下降、夏秋波动变化;就基流量而言,总支流和各支流变化一致:仅在冬季微弱增加。RCP4.5排放情景下,总支流和各支流的径流量、地表径流量和基流量在各季节均增加。RCP8.5排放情景下,除西营河冬季基流量减少外,总支流和各支流的径流量、和地表径流量在各季节均增加。三种排放情景下,径流量、地表径流量和基流量均以东大河春季和西营河夏季最大。年代尺度上,RCP2.6排放情景下,就年代平均径流量和地表径流量而言,总支流及各支流最小值均出现在2050s;就年代平均基流量而言,除西营河最小值出现在2020s外,总支流和其余支流最小值均出现在2050s。RCP4.5排放情景下,就年代平均径流量和地表径流量而言,总支流及各支流最大值和最小值均分别出现在2040s和2030s;就年代平均基流量而言,除西营河最小值出现在2040s外,总支流和其余支流最小值均出现在2030s。RCP8.5排放情景下,总支流及各支流年代平均径流量、地表径流量和基流量最大值均出现在2060s,年代平均基流量最小值均出现在2020s。三种排放情景下,就丰水期而言,总支流和各支流的径流量和地表径流量均多出现在2040s,基流量均多出现在2070s;就枯水期而言,三者均多出现在2020s。（4）不同气候要素对出山径流未来变化的贡献:利用随机森林模型计算了降水量、最高气温、最低气温和风速对总支流和各支流径流量的贡献率。结果表明,三种不同排放情景下,降水量对总支流和各支流径流贡献最大。其中,对总支流径流的贡献率分别为75.78%、70.78%和73.40%;各支流中,以东大河为最,分别为84.51%、78.51%和78.05%。此外,风速是影响杂木河径流变化的第二大因子,最高气温是影响西营河和金塔河的第二大因子,就西大河和东大河而言,最高气温、最低气温和风速对其径流的贡献率较为接近。