河川径流不仅反映地区的水资源量,而且在水资源系统中占很大比例。从2011年中央一号文件提出的实行最严格的水资源管理制度,到2013年《第一次全国水利普查公报》显示,中国流域面积在100平方公里及以上的河流数量减少一半的结果,可知河川径流已在人类可持续发展和国民经济中起重要作用。所以研究河川径流的演变规律及预测,可了解河流的旱涝灾情、预防河流的减少,为水资源开发利用、合理配置提供依据。黄河上游径流量占全河的54%,并且负责我国北方多个省的供水任务,对经济社会的发展影响重大。因此,研究黄河上游变化规律很重要。本文以黄河上游贵德站、小川站和兰州站1920-2003年天然径流为研究对象,采用数理统计、Hilbert-Huang变换等方法,对径流进行特性分析并提出了基于经验模态分解的径流组合预测方法。本文先采用数理统计方法对年径流的不均匀系数、完全调节系数、集中度、集中期、年内分配变化幅度、变差系数和差积曲线等指标进行计算,分析了年内年际变化,结果表明黄河上游上世纪20-80年代年内分配不均匀,90年代后就相对均匀,年际变化不大,并且丰枯年交替出现。然后采用Mann-Kendall秩次相关检验法、滑动平均值法、R/S分析法对三个水文站的径流突变和变化趋势进行了统计分析,结果表明黄河上游年径流量在1933年发生突变,多年变化总体趋势表现为不明显的下降趋势和持续性。然而径流是受到人类活动和气候变化等诸多因素的综合作用,是一种随机性、非线性、弱相依、高度复杂的非平稳系统。因此,引入非线性的分析方法一-Hilbert-Huang变换对径流进行多尺度的分析,在分解过程中选用端点延拓法处理边界问题；将各阶固有模态函数(IMF)分量做Hilbert变换得到2-3a、5-6a、20-21a、37-38a、43-44a的周期。对于径流的预测一直是国内外的研究焦点,其方法较多。本文采用EMD分解后的各分量,根据其特点和预测模型的适用条件选择不同的模型分别对其进行预测。对高频分量采用LSSVM模型预测,低频分量采用ARMA模型,趋势分量采用GM(1,1)模型,最后对预测值重构结果得到最终的预测结果,其预测合格率为90%,取得了较满意的预测效果,表明基于EMD分解的径流组合预测方法是行之有效的预测方法。