受气候变化和人类活动影响,流域水资源丰枯变化特征发生了明显改变,尤其是近年来流域开发利用逐年增加,导致流域水文过程难以捕捉,给流域水资源管理部门带来不利影响,因此,采用科学合理的方法预测流域未来水资源量,揭示未来水资源演变特征,对于流域水管部门制定科学合理规划具有重要意义和实际价值。本文以内蒙古中部干旱荒漠草原的上东河流域为研究对象,首先对流域气候因子(降水和气温)进行趋势性、突变型和周期性检验;在此基础上,构建上东河流域分布式SWAT模型模拟流域水文过程;最后,通过制定合理的24种气候变化情景和7种土地利用/植被覆盖情景,预测流域未来水资源时空变化特征。本文得到的主要研究成果如下:1.上东河流域1959-2017年之间年均气温升高幅度为0.38℃/10a,在1990年气温序列发生了突变,气温在12a～32a的时间序列中呈现出冷-暖交替的准四次震荡。年降水增加幅度为7.60mm/10a,降水在12a～32a的时间序列中呈现出湿-干交替的准四次震荡。2.采用SWAT-CUP软件中的LH-OAT超立方抽样方法对模型参数进行敏感性分析,结果表明,不同的模型参数对径流模拟影响差异显著,总的来说,对模型模拟水文过程敏感性较高的参数依次为:SCS径流曲线数(CN2)、土壤饱和含水量(SOL_BD)、基流Alpha因子、土壤蒸发补偿系数、主河道曼宁系数、地下水延迟时间、浅层含水层发生回归流的水位阈值、地下水再蒸发系数、支流冲积层有效渗透系数、土壤饱和渗透系数。3.模型率定期和验证期分别为2010—2014年和2015—2016年,以Nash-Sutclife效率系数(NSE)作为目标函数,并以NSE、R2和RE三个评价指标作为模型评价指标,对模拟流量值和实测流量值进行评估,结果表明,率定期和验证期径流模拟值和实测值拟合程度较好,率定期和验证期NSE均大于0.60,同时相关系数分别为0.72和0.65,且相对误差均小于10%,这意味着上东河流域构建的SWAT模型能够很好的模拟流域的水文过程,进而评估流域的水资源量。4.基于上述一致性分析结果,通过设定上东河流域未来24种气候变化情景,预测流域未来水文要素的时空变化特征。结果表明,时间上,水文因子(蒸散发、土壤含水量和地表径流)受降水情景变化发生明显改变,总的来说,水文因子均与降水呈正相关关系,同时,蒸散发与气温呈正相关关系,未呈现蒸发悖论现象,而地表径流、土壤含水量与气温呈负相关关系,此外,结果也表明,降水是导致气象、水文因素改变的主要原因,温度影响较小;空间上,流域中西部和南部区域受气候情景影响,子流域年均径流变化相对较大的区域呈“倒L型”,而蒸散发和土壤含水量在中部和南部影响较大,呈“倒小字型”。5.利用设定的7种土地利用/植被覆盖变化情景,评估流域未来水资源对土地利用变化的响应。结果表明,时间上,受土地利用变化情景影响,不同水文因子对土地利用变化的响应差异明显,总的来说,径流与建设用地、草地分别呈正相关和负相关关系,而蒸散发和土壤含水量分别呈正相关和负相关关系,同时,土地利用变化引起的水文要素变化量远小于气候情景的影响量;空间上,水文要素变化与土地利用/覆被类型转化关系密切,受土地利用类型改变区域的影响,水文要素改变显著,相反,改变不显著,甚至局部区域无变化。