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我国水资源日益缺乏，尤其是在西北地区地广人稀、幅员辽阔，水资源总量人均占有量少，可利用的水资源更少。近年来，乌伦古河流域经济快速增长，工农业迅速发展，乌伦古河作为沿岸重要的水源地，支撑着流域经济发展，在研究区发挥着不可或缺的作用。本文在GIS的平台上应用SWAT模型，首先收集整理研究区基础资料，建立了乌伦古河流域的空间数据库和属性数据库；在此基础上构建了乌伦古河流域的SWAT分布式水文模型，利用SWAT模型模拟研究区径流变化，并使用2000-2009年二台水文站的径流数据进行参数率定和模型验证，最后设置气候和土地利用变化情景，模拟分析不同气候和土地利用情景下径流的变化特征。主要包括以下几个方面：（1）分析处理基础数据包括土地利用、土壤、气象、水文数据，建立了相应的数据库，在ArcGIS9.3的平台上利用ArcSWAT2.3.4划分子流域、生成河网、确定流域边界以及划分水文响应单元，并进行水文参数的提取，整个研究区划分为44个子流域，249个水文响应单元。（2）构建了乌伦古河流域分布式SWAT月径流模型，应用现有基础资料模拟径流，采用二台水文站实测月径流数据对模型进行校准和验证，校准期2000-2005年效率系数0.67，平均相对误差-6.56%，线性相关系数0.70；验证期2006-2009年效率系数0.80，平均相对误差-11.58%，线性相关系数0.81；表明模型在乌伦古河流域的适用性较好。（3）假定未来多种气候变化情景，来研究气候变化对乌伦古河流域径流的影响，研究结果表明：流域气温升高1℃，降水不变，径流减少1.60%，径流与气温呈负相关关系；降水增加10%，气温不变，径流量增加4.21%，径流与降水呈正相关关系；且降水对径流的影响大于气温对其影响，说明乌伦古河流域未来气候对径流量变化主要影响因素是降水，其次是气温。（4）设置三种土地利用变化情景，探讨了土地利用变化下乌伦古河流域径流响应，研究结果表明：1986年至2010年土地利用变化导致径流量的变化率为16.24%，其对地表径流的影响较大，主要原因在于流域土地利用开发导致下垫面产流特征的变化。