全球气候变暖的大背景下,水文循环过程与演变规律也发生变化,随着人口增长、经济社会的快速发展、水利工程的修建和城市化进程的加快,对流域水文循环与水文要素演变规律产生了深远影响,近年来水文情势在深度和广度上都发生了改变。沙颍河作为淮河的最大支流,高密度的人类活动改变了流域水循环环境,对流域水资源数量与质量产生深远影响。因此,有必要开展气候变化和人类活动下的沙颍河流域径流演变研究,为沙颍河流域的水资源管理提供基础支撑。本文基于沙颍河流域气象站点1960-2016年的降水量、气温数据和周口站径流数据等,分析流域长期或短期气象水文要素的变化特征及趋势,并探讨径流与气象要素间的相关性;构建SWAT模型,将实测径流与模拟径流进行对比分析,使用SWAT-CUP,进行调参,验证模型在沙颍河流域的适用性。最后设置气候变化情景、土地利用情景(包括极端土地利用情景和退耕还林、草情景),模拟各情景下径流变化,分析径流对气候与土地利用变化的响应。主要结论如下:(1)通过流域内阜阳、许昌、西华、郑州、宝丰5个气象站1960-2016年的逐日气温与降水数据,分析计算沙颍河流域气温与降水的年际、年内、空间变化特征。沙颍河流域年降水量呈整体微弱增加趋势,仅宝丰站的年降水量呈微弱的下降趋势且没有明显的突变,并且沙颍河全流域的降水量均存在25年的主周期,流域降水年内分配不均匀系数平均值为0.95,降水分配很不均且呈现出上升的趋势。沙颍河流域气温除许昌外均呈显著增加趋势且没有明显的突变,并且沙颍河全流域的气温存在30年的主周期,气温年内分配不均匀系数平均值为0.63,且呈现出下降趋势。1971-1980年径流量表现出波动下降态势,而2001-2010年径流量呈现出上升的趋势,实际径流量与当地降雨量呈较强的正相关关系,而气温与径流形成较弱的负相关关系。(2)构建了SWAT模型,对参数进行敏感性分析和校准。通过构建成功的模型计算得出,校准期的决定系数(R~2)为0.76,验证期的决定系数为0.78,校准期的纳什系数(Ens)为0.68,验证期的纳什系数为0.76,评价指标显示均符合了模型的评价要求,可应用于该流域。(3)沙颍河流域径流对气候变化的响应。径流与气温呈负相关关系,降水与径流呈正相关关系且降水量增加时径流的变化率大于相同幅度变化下降水量减少的变化率,当流域气温变化+1℃、+2℃、-1℃、-2℃时,引起流域年径流量分别降低1.9%、6.1%与增加3.5%、12.3%,当流域降水量分别降低与增加-10%、-20%、+10%、+20%时,引起流域年径流量分别降低19.6%、36.7%与增加21.3%与44.2%;降水的变化对流域年径流量的影响力度大于气温的变化,当气温保持不变,降水量分别增加与减少20%,流域年径流变化率分别为44.2%与-36.7%,当降水保持不变,气温分别增加与减少2℃,流域年径流变化率分别为12.3%与-6.1%。;流域年径流量变化程度在双重因素的情境下更为显著,取降水量最小气温最高时的情景和降水量最大气温最小时的情形,两种情形下的径流变化率分别为减少了41.2%和增加了55.6%,与情形设定中的其余情形进行比较,这两种情形代表了径流变化率最低和最高的情形等结论。(4)土地利用变化条件下沙颍河流域径流变化特征。极端土地利用情景:情景一草地、林地全设为耕地,情景二耕地、林地设为草地,情景三耕地、草地设为林地(城镇镇、水域和未利用土地保持不变)。情景一(耕地)下径流增加了2.45%,情景二(草地)下径流减少了1.7%,情景三(林地)下径流减少了11.84%。结果表明,耕地的增加会使得径流量增加,而林地、草地会使得径流量减小,而且相比于草地,林地会有更显著的减少作用。对三种情景进行流域径流量月尺度分析,得出径流全年分配不均匀,在7、8、9月三个月份时,径流量较大,在1、2月份达到最低值。在情景一(耕地)时,各月径流量平均值大于基准情景下各月径流量平均值,在情景二(草地)和情景三(林地)时,各月份径流量平均值小于基准情景下各月径流量平均值,在情景三(林地)情景下,各月径流量平均值与基准情景相比减少了16.23%,汛期的7、8、9月三个月份和径流量径流量分别减少了18.4%,1、2月份径流分别增加了8.14%,说明林地可通过对水的涵养作用,对径流造成削峰填谷的作用,有利于径流的分配均匀。利用土地利用变化预测法将15°以上的耕地全部转化为林地和草地,预测退耕还林对沙颍河流域径流的影响,通过研究得出得出退耕还林、退耕还草能改善流域内的生态环境,且应将退耕还林、退耕还草的下限坡度降低,对更多的缓坡耕地进行退耕还林、退耕还草的结论。