黄土高原地区生态环境脆弱，水土流失非常严重，而这些问题都和水有着直接联系。因此，选择建立适合西部黄土区应用的水文模型，对于了解该地区水文状况、预测水文过程、水资源的合理利用，以及解决相关生态、经济问题具有重要意义。本文依托国家973研究项目“西部典型区域森林植被对农业生态环境的调控机理”中“流域生态水文过程的尺度效应与转换方法”课题，以山西吉县蔡家川流域为研究对象，应用分布式水文模型SWAT对该区降雨—径流进行模拟研究，重点探讨流域下垫面变化和降雨径流的响应关系。论文应用集于Arcview中的SWAT分布式水文模型，通过处理野外观测数据、在参阅相关文献的基础上，确定了研究地区应用SWAT模型所需的初始参数，利用GIS进行模型运行时空间数据库、属性数据库的建立和管理，并生成运行参数。在此基础上利用SWAT模型模拟了山西吉县蔡家川流域3年部分月份的逐日径流量，并对模拟结果和实测结果进行了比较，探讨了不同土地利用条件和不同雨量条件下的径流变化。通过参数敏感性分析得出：影响径流过程的主要参数为径流曲线数、土壤有效持水率、土壤蒸发补偿系数。通过模型有效性分析得出，校正期相关系数为0.843，效率系数为0.795，验证期相关系数为0.802，效率系数为0.765。通过精度分析得出：模型在雨季的模拟结果较好，尤其是月降雨在15mm以上时，月模拟相关系数都在0.8以上，而在旱季模拟精度较低，在日径流深小于0.01mm时，会出现模拟结果为零的情况。通过建立情景模拟，对不同降水、不同森林植被覆盖率和土地利用类型变化下水文响应进行分析，得出当流域从全林流域变化到无林流域时，产水量从37.49万m~3增加到93.51万m~3，增加了149.4％，尤其在雨季，森林植被可以明显的调节产流量；农地产流量是荒草地产流量的1.56倍。研究得出，SWAT模型适用于黄土区，本文的研究结果，对于指导该地区植被建设，建立适用于黄土区的分布式水文模型有一定的实践指导意义。