黄河是中国第二大河，其水文水资源对西北和华北地区社会经济发展起着至关重要的作用。近几十年来，随着气候变化和人类活动的持续影响，黄河上中游来水量明显减少，降水和径流的关系也发生显著改变，给黄河中下游河流演变过程带来一系列新问题。研究变化环境对黄河典型流域水文过程的影响具有重要性和紧迫性。　　本文以黄河上游下段十大孔兑为研究区，从流域水循环整体出发，围绕降水、蒸散发和径流这三个关键要素，采用Mann-Kendall非参数统计检验，Pettitt突变点检验，距平分析，线性倾向估计等方法，分析流域水循环要素的时空变化特征，并结合遥感数据，分析了流域不同时期的土地利用类型和植被覆盖度的情况，通过弹性系数法（基于Budyko水热耦合理论和张鲁解析公式构建）和水文模型方法，定量分离并评价气候变化和人类活动对于年径流的影响，旨在为该地区流域水资源变化及水土保持治理和植被恢复建设提供一些理论支持。主要结论如下:　　1.十大孔兑地区多年平均降水量为262.6mm，线性趋势线表明过去49年间流域降水略有下降，倾向率为-1.3mm/10a，近几十年流域汛期降水量略有下降，非汛期降水量略有上升。十大孔兑地区年平均气温为6.3℃，温度变化显著，表现为夏季升温最多，其次为秋、冬，春季出现了降温。三个流域年径流的Z值均为负，分别为-2.43，-0.82，-2.22，说明三个流域的年径流均发生了下降，但只有西柳沟和毛不拉流域的Z值通过了0.05的置信区间，说明这两个流域的年径流发生了显著性下降。径流的下降幅度分别为35％-65％。　　2.西柳沟流域土地利用主要以农牧业生产为主，在1990年，草地和沙地是主要的土地利用类型，占总面积的45.74％。但是从1990到2010年间，西柳沟流域土地利用/覆被变化显著。其中耕地地面积由207.8km2减少到137.8km2，共计减少70.0 km2，平均每年减少3.5 km2，占流域总面积的比例也由17.09％降低到11.33％。与耕地大面积减少相对应，林地和草地呈现不同程度的增加趋势，分别增加了165.0 km2和178.6 km2。此外，沙地和未利用地均有减少，减少了158.10km2和101.0 km2，而居民用地和水域面积变化不大。1990年前后，国家水利部、自治区和地方有关方面高度重视，达旗境内开始实施了水土保持世界银行贷款项目一期工程，项目建设包括造林，种草，水土保持工程，取消了所有25度以上的坡耕地，截止1997年，累计完成水土保持治理面积205.8 km2，从1999年开始，达拉特旗实施了退耕还林还草工程、天然林保护工程、水土保持综合治理工程、重点小流域治理以及沙棘造林等项目。使得流域林草面积比90年代有了不少提高，2010年，林地和草地成为该流域内主要土地利用类型，二者面积占总面积的63.04％。　　3.采用SWAT模型对西柳沟流域1964-2011年的径流进行了模拟和验证，选择影响径流的参数进行敏感性分析。结果表明，对径流比较敏感的参数主要有CN2, ESCO, EPCO, GWQMN, ALPHA_BF, SOL_Z, CH_K2，和GW_REVAP。通过流域的模拟分析，表明构建的SWAT模型能够较好的刻画流域水文过程，率定期效率系数在0.7以上，验证期效率系数在0.7以上，可以满足水资源规划与管理的需要，服务于变化环境下的流域水文水资源变化分析。　　4.根据径流突变点的确定，将研究期划分为两个阶段，即1964-1997年为基准期，1998-2011年为变化期，利用降水-径流相关关系，采用线性回归方程法计算气候变化和人类活动对径流减少的相对贡献率范围分别是22％，78％。同时，采用基于气候弹性系数和基于水文模拟的两种评估方法，进行相互比较和验证。两种独立的方法基于不同的时间尺度（弹性系数法为年尺度，水文模拟为日尺度）得到了高度一致的结果。气候弹性系数的结果表明，气候变化和人类活动对径流减少的贡献率分别为22％和78％，水文模拟的结果表明气候变化和人类活动对径流减少的贡献率分别为24％和76％，显然人类活动是径流减少的主要因素。相对于其他人类活动，土地利用/覆被变化对径流的影响较大，采用减水定额法估算水土保持工程的减水效应，分离不同人类活动对径流的贡献率，发现西柳沟水土保持工程导致径流减少占人类活动总量的87％，是人类活动的主导因素。