在全球气候变暖的大背景下，以冰川积雪融水为基础的干旱内陆河流域的水资源系统非常脆弱与敏感：温度升高会引起融雪径流的季节性变化从而导致水资源的异变。水利基础设施不完善与落后的管理技术都促使日益突出的水资源供需矛盾制约着区域经济发展。同时由于近年来极端气候事件发生的频度和强度都同步增加，这一点更加剧了气候变暖对干旱内陆河区的影响。研究结果表明，气候变化可能继续加剧流域水资源的紧缺形势和不稳定性，开展气候变化对内陆河水资源的影响研究具有现实迫切性。本文通过收集历史径流量资料、气象资料，研究了流域主要出山口的径流量变化及不同区域降水量的变化，分析了地表水资源在时间上的周期性，探讨了地表水资源在空间上分布的变异性，揭示演变特征的定量关系；并以玛河流域莫索湾灌区多年地下水监测资料为切入点，研究灌区内人类主要活动区（平原区）地下水位的时空变化，根据主要农作区抽水量与地下水位降深的关系，分析了灌区地下水动态平衡关系，辨析并确定了稳定的平衡节点。其主要研究结论如下：（1）近50年间玛纳斯河肯斯瓦特站出山口径流序列，趋势变异显著，变异点为1995年。而其驱动力主要为气候变暖导致的冰川融雪量增加。27年为径流变化的第1主周期，第2-5主周期依次为16、20、9和2年。（2）近50多年来，玛纳斯河流域的子流域——金沟河流域年平均气温总体呈显著增加趋势，年降水量总体平稳，年径流量总体呈显著增加趋势，金沟河流域气候变暖，流域地表径流显著增加。随着流域气候变暖，气温对金沟河年径流量的贡献率逐渐增大，而降水增加对径流的贡献率不大。（3）灌区潜水水位动态受灌溉、蒸发和开采共同控制，其中以人工开采为主，表现为灌溉与人工开采混合型特征。最高水位出现在4～5月份，这期间，积雪融水，又是农业春灌集中期，造成地下水位持续上升，致使4、5月份时出现最高水位，之后的6～8月份蒸发加大，又是农作物需水的高峰期，大量的开采地下水，导致地下水位持续下降，至8、9月份出现最低水位，以后随着侧向径流的补给，地下水位出现回升。（4）莫索湾灌区基本上在戈壁带下部绿洲，远离山前，地下水主要接受侧向径流补给和灌溉水入渗补给。灌区内地下水位多年呈下降的趋势，水位多年动态变化特征基本上反映了地下水开采量在年际上的变化特征。通过分析灌区1998年～2007年地下水系列动态资料，灌区地下水位明显受灌溉用水量和人工开采量的控制，尤其是人工开采量对地下水位变化影响最大。