气候变化情景下的流域径流响应研究，是流域水文过程研究的重要内容。水文模型是模拟水文过程和认识水文规律的重要基础，气候变化对水文水资源影响的研究一般遵循“未来气候情景设计-水文模型-影响评估”模式，通过水文模型探讨气候变化下的流域径流量变化是一种有效手段。青藏高原是地球上受人类影响相对较弱的少数地区之一，是全球气候变化的敏感区。湟水流域位于青藏高原与黄土高原过渡地带，海拔高、气候寒冷，生态环境敏感、脆弱，水土流失非常严重，相应的水文过程对气候变化的响应也较敏感。因此，开展气候变化背景下青藏高原典型流域水文响应过程研究，其科研与实践意义重大。本论文基于HIMS水循环综合模拟系统，以青海湟水流域为研究区域，构建流域分布式水文模型，对湟水流域径流量进行模拟研究。在此基础上，通过对湟水流域近50年气温、降水变化趋势的分析，研究未来气候变化情景下径流变化情况，将对湟水流域水资源的合理开发和利用、规划与管理等提供科学参考依据。主要研究结论如下：1.建立HIMS模型模拟所需空间数据库。首先以DEM为基础，利用ArcGIS软件空间分析中Hydrology功能对DEM进行填挖处理、提取流域河网、划分子流域和水文响应单元。然后从子流域图中获取每一个子流域的经纬度、高程和面积等属性信息；最后，建立湟水流域HIMS模型模拟所需要的属性数据库，包括气象站点的气温、降水数据及水文站点数据的统计分析。2.湟水流域1986-2000年基流分割结果显示：基流在流域总径流量中所占比重较大，平均基流量占了大约32%，说明基流对总径流影响较大。1961-2010年，由于气候变化及人类活动的影响导致基流量从1986年到2000年呈明显下降趋势。基流的减少必然影响整个流域水资源的利用，对基流的研究有助于HIMS模型在湟水流域的构建。3.湟水流域1986-2000年的径流模拟结果显示，HIMS模型在流域内日、月、年尺度的模拟结果较好，日模拟结果效率系数与相关系数平均值均达到了0.5以上，月率定与验证结果平均值均达到了0.9以上，年率定与验证结果平均值达到了0.95以上。表明HIMS模型在湟水流域具有良好的适用性。4.根据湟水流域近50年气温、降水变化趋势，设立了9种情景模式，即，气温不变，降水增加40%；气温不变，降水减少30%；气温不变，降水不变；降水不变，气温升高1.5℃；降水不变，气温降低1.5℃；降水增加40%，气温升高1.5℃；降水增加40%，气温降低1.5℃；降水减少30%，气温升高1.5℃；降水减少30%，气温降低1.5℃。模拟结果显示，随着气温升高，降水减少，径流量呈明显减少趋势，相反，径流量则呈现明显增加趋势。气温对径流量变化影响较小，降水是影响径流量的关键因素。