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本文以西北内陆干旱区典型流域-开都河为研究区,选取开都河流域及周边4个气象站点1961-2010年的日降水量、日最高气温和日最低气温及NCEP再分析数据,采用SDSM（Statistical Downscaling Model）模型和ASD（Automated Statistical Downscaling）模型两种统计降尺度技术对未来全球气候变化结果进行降尺度处理,选取最新CMIP5模式CanESM2中典型浓度排放情景（RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5）,借助气候情景分析未来气候变化。然后将SWAT水文模型应用到流域上游地区,完成模型率定,验证模型模拟效果,将降尺度后的结果作为预估未来气候要素,作为SWAT水文模型的输入条件,预估未来开都河流域的径流量变化情况。初步研究得出以下结论:1.模型的适用性（1）通过ASD模型选定的预报因子,对降水、最高温和最低气温进行率定和验证。在率定期（1961-1990）,选定的预报因子能较好的对最高气温和最低气温进行解释。但对降水的模拟效果不理想。在验证期（1991-2010）,降水、最高和最低气温的模拟r和RMSE值较小,均以巴伦台站点效果最佳。ASD模型在研究区具有一定的适用性。（2）SDSM模型可以较好地模拟降水和气温。SDSM模型中选定的预报因子,在率定期,均能较好地解释最高气温和最低气温,其中以巴音布鲁克站点对气温的模拟效果最好。而对于降水的模拟效果较差,库尔勒站点模拟效果最佳。在验证期,也能较好地解释最高气温和最低气温,且气温的模拟效果比降水的效果好。表明SDSM模型可以较好地模拟降水和气温。SDSM模型在研究区具有一定的适用性。（3）两种统计降尺度模型选定的预报因子均对降水有较好的解释能力。选定的预报因子能较好地解释最高气温和最低气温。但两种模型相比较,除巴音布鲁克站外,在其余站点均以SDSM模型优于ASD模型。在率定期,SDSM模型对气温的模拟效果较好。在验证期,SDSM模型模拟降水和气温的r和RMSE值相对较小,明显也优于ASD模型。（4）SWAT模型在研究区具有一定的适用性,能较好的模拟开都河流域径流变化。通过对其敏感性参数进行修改和率定,输出结果表明,实测径流量与模拟径流量在率定期和验证期的纳什效率系数NS均大于0.57,决定系数R2和相对偏差RE也能够满足模型的要求。2.未来气候情景预估在两种模型中,用模拟精度较高的SDSM模型预估未来气温和降水。结果表明:在未来三种气候情景下,预估的降水、最高气温和最低气温均呈现RCP8.5>RCP4.5>RCP2.6的特点。降水在RCP4.5情景下,2061-2100年上升幅度较慢（0.84 mm/10a）。其余气候情景,降水波动较大。最高气温和最低气温在RCP2.6情景下,2061-2100年气温可能会下降,分别为0.09℃/10a和0.04℃/10a,在RCP4.5情景下,2061-2100年最低气温可能下降为0.07℃/10a。其余气候情景下,气温均呈现上升趋势。3.未来径流预测模拟利用SDSM模型模拟开都河流域未来不同情景下气温和降水数据,作为SWAT水文模型的输入数据,分析不同气候情景下开都河流域未来的径流变化。结果表明:未来三种气候情景较基准期相比,年径流在RCP2.6情景中预估值下降了5.14%,RCP4.5情景中预估值变化不大,仅为0.022%,而RCP8.5情景预估值增加了10.74%。