鉴于新疆远离海洋、深居内陆、降水稀少、蒸发强烈等特征，决定了其是一个干旱与旱灾频发的区域，但由于该区域基础数据的匮乏性、监测站点的稀少性，极大的制约了对所在区域干旱及致害规律的认识，给防灾减灾带来了巨大的压力，急需要开展干旱方面的研究以补充及完善相关方面的空白，更好的完善理论与指导实践。本文以天山西部山区的喀什河流域为研究区，基于实测气象水文数据，对区域水文干旱指数(SHI)在该流域的适用性进行了分析，并结合标准化降水指数(SPI)探讨水文干旱对气象干旱的响应关系；基于不同模式的气候情景数据(NEX-GDDP)构建SWAT模型，探究未来不同情景下气象干旱与水文干旱的时空分布特征以及两者干旱间的关系。本文主要成果如下：
　　(1)基于实测气象水文数据，遴选适用于研究区的水文干旱指标，结合SPI指数构建水文-气象非线性函数模型，探讨水文干旱对气象干旱的响应关系。结果表明：SHI指数干旱监测效果最为准确，能够全面识别或反应研究区的水文干旱特征。基于三参数(log3P1)对数函数(Logarithm)模型可以更好地表征水文-气象干旱的响应关系。在3个月尺度下，气象干旱历时至少为1.10个月且干旱的烈度至少为0.83时，将诱发水文干旱；在6个月尺度下，气象干旱历时至少为1.60个月且干旱的烈度至少为0.91时，易发生水文干旱。
　　(2)基于NEX-GDDP降尺度数据中BCC-CSM1-1、NorESM1-M模式分别作为SWAT模型驱动数据模拟径流可知，两种模式模拟径流与实测径流的变化趋势基本一致。BCC-CSM1-1模式在率定期与验证期的模型效率系数、相关系数和相对误差分别为0.80、0.82、15%和0.81、0.82、3%；NorESM1-M模式在率定期与验证期的模型效率系数、相关系数和相对误差分别为0.73、0.77、12%和0.76、0.81、20%。BCC-CSM1-1模式对研究区模拟径流的能力较强，可作为未来干旱预估的气候模式。
　　(3)基于BCC-CSM1-1模式对未来干旱预估可知，总体上未来气象干旱和水文干旱的干旱频率、干旱强度、干旱范围将显著增加，且增加区域主要集中于流域的中下游。在不同季节上，气象干旱易发生在春、夏季节，水文干旱易发生在夏、秋季节。在不同等级上，气象干旱发生轻旱频率较高，水文干旱发生重旱频率较高。在不同时期上，RCP4.5情景下在21世纪中期(2040-2059年)气象干旱和水文干旱强度加剧最为显著；RCP8.5情景下在21世纪近期(2025-2039年)易发生气象干旱，在21世纪后期(2060-2079年)易发生水文干旱。在水文干旱与气象干旱的响应关系上，未来气象水文要素的变化增加了响应模式的不确定性，使得未来不同情景下不同时间尺度的水文-气象干旱临界转变条件与历史时期有较大差异。