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受全球气候变化和人类活动双重因素的影响,水资源问题愈发严峻,给社会经济的发展和生态文明的建设带来了极大的潜在危害。在极端气候和下垫面变化的影响下,流域水土流失严重、洪涝灾害频发、水资源日益枯竭等问题已引起了人们的高度重视。因此,在分析流域径流量变化特征的基础上,分析气象因子和土地利用等因素对径流量的影响程度,模拟并预测流域未来径流量的变化情况,对缓解流域水资源短缺、水土保持措施的制定、旱涝灾害的防范等具有重要意义。本文以淮河上游大坡岭流域为研究区,采用统计学方法分析了流域年径流量的变化特征,并探究其成因,采用弹性系数法、冗余分析法和水文模型法量化了气候变化和人类活动对流域径流变化的贡献率,将SWAT模型分别与SDSM模型和CA-Markov模型耦合,模拟预测了未来20年流域内气象、水文和土地利用的变化情况,研究的主要成果如下:（1）采用M-K检验、Pettitt检验、小波分析、R/S分析等方法分析大坡岭流域径流量的变化特征,结果表明,流域年径流量呈缓慢减少的趋势,在1992年附近发生突变,年径流量变化主周期为12a,近12年内流域的径流量将呈小幅增加趋势。（2）流域年降雨量呈现减少的趋势,但并未发生突变,降雨量不是引起径流量突变的唯一因素,人类活动对径流变化产生的影响同样不可忽视。近30年内,流域耕地面积持续减少,林地面积持续增加,地表植被覆盖度持续增加,土地利用的变化使径流量的减少趋势更加显著。流域范围内水利工程拦蓄水能力增大,同样导致了径流量的减少。（3）基于弹性系数法、冗余分析法和水文模型法的分析得到的结果一致性较高,1991-1999年期间气候变化和人类活动的贡献率之比约为1:1,2000-2013年期间气候变化和人类活动的贡献率之比约为7:3。其中冗余分析法能够较好地得出气象因子和土地利用变化的贡献比,但无法顾及其它人类活动所带来的影响。（4）对大坡岭流域构建SWAT模型,模型校准期ENS和R~2分别为0.90和0.91,验证期ENS和R~2分别为0.86和0.88,表明SWAT模型在大坡岭流域具有较好的适用性。通过不同情景设置与模型模拟,得到大坡岭流域的土壤水和地下水受到流域土地利用类型和土壤质地的影响,其中林地具有较强的截水能力,耕地能够较好地保持土壤的水分,但地下水补给能力不足。（5）使用SDSM模型模拟流域未来气候情景,结果表明,Can ESM2模式RCP4.5情景下流域未来降水总量增多,气温升高明显。使用CA-Markov模型模拟流域未来土地利用,结果表明,未来流域内林地面积增加,耕地面积减少。通过SWAT模型模拟得出流域未来径流量将会增加,其中汛期径流量增加较明显。