随着世界的不断发展变化,作为人类赖以生存的条件、国民经济发展的重要物质基础,水资源逐渐成为国内外关注的焦点。气候变化与人类活动在水资源供给过程中起着至关重要的作用,从而对水循环系统产生了极大地影响,造成许多国家与地区水资源问题日益恶化,阻碍了国家与地区社会经济体系的稳定运行和协同发展。由此可见,对现有水资源进行可持续开发和管理是迫不及待的,而进行此项工作的前提是掌握水文气象等要素对水资源循环演变产生的影响。气候变化与人类活动导致大清河流域的气温、降水、径流等影响水循环的要素发生变化,对水资源产生极大地影响,现阶段大清河流域水资源严重超载、水资源问题频发、流域供需矛盾愈发突出,因此对气候变化下流域水循环模拟及演变规律的研究显得更加迫切和重要。本文首先运用多种统计分析方法对流域水循环演变过程进行分析,分析大清河流域影响水循环的气候要素的演变规律;并在此基础上基于DEM数据、实测河网数据、土壤数据及长系列水文气象数据等建立大清河流域分布式水文模型,模拟大清河流域的水文循环过程;同时利用SDSM模型对GCMs(CanESM2)中的三种不同气候情景模式下的气候要素进行降尺度分析,得到模拟和预测结果,并将降尺度模型输出的气象数据输入到分布式水文模型河北模型中,来得到三种不同气候情景模式下大清河流域的径流预测数据,以便分析径流演变趋势;因此,可以分析未来气候变化对于水循环以及水资源带来的影响,也可以为大清河流域水资源的合理开发利用提供参考和依据,得出以下结论:(1)对大清河流域1958~2017年的水文气象要素进行历史演变规律分析,通过采用多种统计分析方法得到:(1)大清河流域多年平均气温及降水量在空间分布上均存在不均衡性,气温由西北向东南递增,降水量东北部偏高;(2)95%置信水平下大清河流域水文气象要素长时间观测数据都有均一性;(3)大清河流域气温多年来显著上升,且存在明显突变情况,降水量及径流量无明显趋势性变化,也无明显的突变情况;(4)水文气象要素长时间观测数据均存在不同时间尺度上的周期性变化趋势。(2)根据大清河流域长时间系列实测水文气象数据和地理高程数据,利用ArcGIS软件进行DEM数据处理、流向提取、汇流累积量计算、河流分级、河网水系提取、子流域划分和子流域编码等步骤的工作,构建经过了参数率定和验证的适用于大清河流域的分布式水文模型。结果表明河北模型适用于大清河流域,能够比较客观实际的对大清河流域的水循环过程进行模拟和分析。(3)对SDSM降尺度模型进行率定和验证,评估模型对于大清河流域气象要素的模拟预测能力。结果表明模型模拟结果与实测数据总体趋势大体一致,可以应用于大清河流域对未来气候模式下气温、降水等气象要素的变化趋势进行预测。(4)将降尺度模型输出的三种气候情景下2020~2100年的气温、降水数据输入到河北模型中,预测和分析大清河流域的径流演变趋势。总的来看,RCP2.6气候情景下未来径流呈现逐渐下降趋势,RCP4.5与RCP8.5气候情景下均呈现逐渐上升趋势,且RCP8.5气候情景比RCP4.5气候情景的上升幅度大。