水资源是制约社会经济发展的重要因素,石羊河流域是我国西北干旱区内陆河流域中人口最密集、水资源开发利用程度最高、水资源供需矛盾最突出、生态环境问题最严重的流域之一。该流域中不仅存在资源型缺水问题,而且水资源调度与管理缺乏科学依据,造成了水资源的损失和浪费,使水资源压力加重,严重制约着西北地区经济社会发展和生态环境保护。因此,利用SWAT分布式水文模型模拟石羊河流域的径流过程,对于该区域往后的水资源开发、利用、调度与管理以及流域生态环境保护与修复奠定了坚实的基础。本文在石羊河流域内选择研究对象,在客观认识流域水循环特性的基础上,在研究区域上构建SWAT水文模型,探讨该模型在这些流域上的适用性,为该区域水资源的管理、开发及可持续发展提供了参考依据。本研究得出以下主要结论：(1)根据西营河流域的水文循环特征,基于DEM、土壤类型、土地利用、气象及径流等数据构建SWAT模型,以月、日为时间步长进行径流模拟,与九条岭水文站1988～2005年的实际观测资料对比,月过程模型率定期和验证期Ens均达到0.8,日过程模型率定期和验证期Ens均达到0.65,表明SWAT模型对于西营河流域的径流模拟有较好的适用性。(2)为了最大程度地反应研究区域的特征,本论文选用LH-OAT方法确定影响模拟结果的主要参数,比较SCE-UA算法和人机联合优化方法的率定效果,结果表明使用这两种方法效率系数Ens和相关系数R2均达到0.7以上。基于LGCPSO算法与人工试错法的人机联合优化方法,能充分发挥研究人员的实践经验和现代计算机的计算效率,率定结果更加快速有效。(3)由于受地理条件的限制和人为因素的影响,石羊河流域的部分支流缺乏观测资料,给区域水资源开发、利用和管理受到很大的制约。目前,无资料地区利用水文模型进行水资源管理时,一般采用参数移植法和参数回归法解决模型参数问题。当参证流域与缺资料流域在水文行为方面相似时,参数移植法比参数回归法模拟效果更好。因此,基于流域相似性原理,构建了水文相似指标体系,基于变异系数法确定相应的相似权重,量化西营河、金塔河及东大河流域之间的水文相似度,各流域之间的水文相似度都介于0.800到0.950,依据相似度评价标准判断可知各流域之间的水文相似性均基本相似,可进行流域水文模型的参数移植。(4)以西营河为参证流域,金塔河流域为验证流域,基于流域基础数据构建SWAT模型,将西营河流域的模型参数移植到金塔河流域模拟地表径流,与其实测观测径流量对比分析,可知Re、R2和Ens分别为9.3%、0.80、0.78,模拟值拟合精度满足水文模拟的要求。在此基础上,构建无观测资料东大河流域的SWAT水文模型,以西营河为参证流域,移植参数模拟其径流。结果表明,降水和径流峰值的变化趋势基本对应,以年、月为尺度两者的相关系数分别为0.986、0.858。通过计算可知,基于SWAT模型模拟得到东大河多年平均径流量为3.345亿m3,与实际观测值的相对误差为3.38%,可满足径流模拟的要求。